• Home
  • Chimie
  • Astronomie
  • Énergie
  • La nature
  • Biologie
  • Physique
  • Électronique
  •  science >> Science >  >> Chimie
    L'électrochimie élimine les protéines résistantes aux antibiotiques

    Crédit :EPFL Alain Herzog /Yingdi Zhu, Horst Pick

    scientifiques de l'EPFL, travaillant en collaboration avec l'Hôpital du Valais à Sion et l'Université Fudan à Shanghai, ont développé une méthode d'analyse des bactéries qui, pour la première fois, permet aux médecins de voir rapidement exactement quelles protéines sont associées à la résistance aux antibiotiques.

    Certaines bactéries contiennent des protéines qui indiquent une résistance aux antibiotiques. Mais pour repérer ces protéines, les médecins doivent être capables d'ouvrir les membranes des bactéries et d'analyser les protéines à l'intérieur - ce qui était jusqu'à présent impossible, puisque la spectrométrie de masse ne peut identifier que de petites protéines. Cependant, des scientifiques du campus EPFL de Sion, en collaboration avec des collègues de l'université Fudan à Shanghai, ont développé une méthode unique permettant d'analyser un large spectre de protéines et d'identifier à la fois les bactéries et leur résistance aux antibiotiques. Le procédé combine des nanoparticules de dioxyde de titane avec l'énergie émise par les rayons UV. Leurs recherches ont été publiées dans Sciences chimiques .

    L'OMS a nommé la résistance bactérienne aux antibiotiques comme la plus grande menace pour la santé humaine. C'est le résultat de la prescription excessive d'antibiotiques par les médecins, qui a accéléré les mécanismes de défense réguliers des bactéries, éliminer les microbes les plus faibles et permettre aux plus forts de survivre. Au fil du temps, ces bactéries ont évolué pour se protéger des antibiotiques par mutation génétique, transmettre des mutations génétiques à leur progéniture ou échanger de l'ADN avec d'autres bactéries.

    Aujourd'hui, les scientifiques tentent de ralentir ce processus en ciblant mieux des bactéries spécifiques pour empêcher la formation de nouvelles souches multirésistantes. Cela signifie qu'ils doivent être capables d'identifier précisément à quelles bactéries ils ont affaire. La principale méthode utilisée dans les hôpitaux pour détecter la résistance aux antibiotiques consiste à cultiver des cultures bactériennes en présence d'antibiotiques, mais cette technique peut prendre plusieurs heures voire plusieurs jours. Une autre méthode consiste à utiliser la spectrométrie de masse pour analyser des souches bactériennes cultivées dans une boîte de Pétri; les médecins placent les bactéries sur une plaque d'acier et les irradient avec un laser. Cela génère un nuage de protéines qui peuvent être analysées pour déterminer le phénotype de la bactérie. Mais aucune de ces méthodes n'est capable d'identifier des protéines plus grosses, c'est pourquoi l'équipe de recherche a entrepris d'en développer une nouvelle.

    Plaques d'acier imprimées au dioxyde de titane

    Crédit :Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne

    Les scientifiques de l'EPFL, travaillant au Laboratoire d'Electrochimie Physique et Analytique (LEPA) de l'école, et leurs collègues de Shanghai ont utilisé des plaques d'acier imprimées de nanoparticules de dioxyde de titane. "Le dioxyde de titane est une poudre blanche qui absorbe la lumière. Lorsqu'elle est frappée par les rayons UV, la poudre déclenche une réaction électrochimique qui renforce les effets du laser en faisant littéralement exploser les membranes bactériennes, " dit Hubert Girault, chef du LEPA.

    Cette méthode ouvre beaucoup plus les bactéries que celles existantes, libérer un ensemble de molécules biologiques comprenant des protéines, ADN, ARN, et les lipides. "Nous nous sommes penchés principalement sur les protéines, car ce sont eux qui peuvent potentiellement altérer ou détériorer les antibiotiques, " dit Horst Pick, un biologiste qui a aidé à développer la méthode. "Mais nous avons également découvert que nous pouvions utiliser la même technique de spectrométrie de masse pour analyser tous les autres types de molécules libérées et obtenir "l'empreinte digitale" de la bactérie. Cela peut aider les médecins à identifier le type spécifique de bactérie."

    Comme prochaine étape, les scientifiques espèrent pouvoir travailler directement avec les bactéries, sans avoir à cultiver d'abord des cultures. Cela réduirait le temps d'analyse à 30 minutes – un énorme avantage car le temps est essentiel pour lutter contre une infection – et garantirait que les médecins ciblent les bons microbes. Des essais très prometteurs ont déjà été réalisés.


    © Science https://fr.scienceaq.com