Des chercheurs de l'Empa ont développé des "capteurs de septicémie" basés sur des nanoparticules magnétiques qui reconnaissent les germes en peu de temps. Une avancée importante quand on sait que la vitesse d'identification est cruciale en cas de septicémie pour pouvoir démarrer une antibiothérapie efficace.

Pour Qun Ren, chercheuse au laboratoire "Biointerfaces" de l'Empa à Saint-Gall, chaque minute compte. Elle a mis au point avec son équipe un procédé de diagnostic qui permet de détecter en urgence une septicémie potentiellement mortelle due à des bactéries staphylococciques. En effet, une telle septicémie est mortelle dans 40 % des cas.

L'infection par ces bactéries sphériques peut avoir débuté par une affection cutanée locale ou une pneumonie. Une fois que les staphylocoques ont essaimé dans la circulation sanguine, de graves complications menacent.

Il s'agit alors d'identifier le plus rapidement possible les agents pathogènes et de choisir les antibiotiques appropriés pour le traitement. C'est important pour les chances de survie des personnes concernées, car les souches de Staphylococcus aureus peuvent s'avérer insensibles à différents antibiotiques. « Si, pour une procédure de diagnostic, les bactéries doivent d'abord être multipliées et enrichies dans un échantillon de sang, on perd un temps précieux », explique Qun Ren .

Eliminer la phase de culture des bactéries

Qun Ren et le chercheur de l'Empa Fei Pan ont donc cherché, en collaboration avec des chercheurs de l'ETH Zurich, un moyen de contourner cette étape intermédiaire fastidieuse.

Le procédé développé par les chercheurs fait appel à des nanoparticules magnétiques qui peuvent se lier aux staphylocoques. L'utilisation d'un champ magnétique permet ainsi de détecter les bactéries de manière spécifique.

Dans l'étape suivante, la sensibilité aux antibiotiques peut être analysée à l'aide d'un procédé de chimioluminescence. Si l'échantillon émet de la lumière, c'est qu'il contient des bactéries résistantes à l'antibiotique testé. Sinon, cela signifie que l'antibiotique a tué tous les germes.

« Tout bien considéré, ce test de sepsis dure environ trois heures - contre plusieurs jours pour une culture classique de bactéries », souligne Fei Pan.

Un procédé adaptable à différentes bactéries

Pseudomonas aeruginosa (bacille pyocyanique) est un autre représentant néfaste du règne bactérien. Cette bactérie en bâtonnets peut provoquer diverses maladies, dont des infections de l'appareil urinaire, par exemple via un cathéter lors d'une hospitalisation. De telles infections peuvent ensuite évoluer vers une septicémie dangereuse. En outre, ces agents pathogènes sont souvent résistants à divers antibiotiques.

C'est ici qu'intervient un autre avantage des nanoparticules magnétiques : le procédé peut être adapté sur mesure à d'autres types de bactéries, à la manière d'un jeu de construction. Les chercheurs de l'Empa ont ainsi pu développer un "capteur de septicémie" adaptable. Dans des échantillons d'urine artificielle, le procédé a identifié l'espèce bactérienne et a déterminé les éventuelles résistances aux antibiotiques par une réaction de chimioluminescence.

Jusqu'à présent, les chercheurs ont évalué le "kit de construction de nanoparticules magnétiques" pour la septicémie et les infections urinaires avec des échantillons de laboratoire. « Dans une prochaine étape, nous souhaitons valider les tests de septicémie en collaboration avec des partenaires cliniques en évaluant des échantillons de patients », explique Qun Ren.

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