Scientifiques du Leibniz-Institute of Photonic Technologies (Leibniz-IPHT), Le Centre de contrôle et de soins de la septicémie de l'hôpital universitaire d'Iéna et de l'université Friedrich Schiller ont développé une alternative plus rapide et moins chère pour le diagnostic des agents pathogènes. Le chef de projet, le professeur Ute Neugebauer, déclare :« Nous combinons des méthodes analytiques basées sur la lumière avec le traitement d'échantillons microfluidiques. Avec notre système Lab-on-a-Chip, nous sommes capables d'identifier clairement les souches bactériennes et leurs résistances en moins de trois heures."

Les pratiques standard pour les diagnostics infectieux nécessitent jusqu'à 72 heures pour un résultat fiable. Cela est dû au fait que le nombre d'agents pathogènes dans un échantillon est généralement trop faible pour effectuer des tests. L'analyse n'est donc possible qu'après une culture longue. Pendant le traitement clinique d'infections sévères comme la septicémie, le temps est crucial. Les médecins de soins intensifs sont confrontés à un dilemme alarmant :« Bien trop souvent, nous devons administrer des antibiotiques à large spectre à l'aveugle, car nous ne pouvons analyser ni les agents pathogènes ni les résistances potentielles. Par conséquent, nous utilisons un marteau pour casser une noix. Un cercle vicieux qui favorise le développement de nouvelles résistances, " explique le professeur Michael Bauer, directeur de la clinique d'anesthésiologie et de soins intensifs de l'hôpital universitaire d'Iéna.

La nouvelle méthode de Jena fournit un diagnostic beaucoup plus rapide comme base pour choisir une thérapie fiable. Ute Neugebauer, qui travaille à Leibniz-IPHT et à l'hôpital universitaire d'Iéna pointe du doigt de minuscules électrodes fixées à la surface d'une puce de la taille d'un tampon :« Les champs électriques sécurisent les bactéries dans une très petite zone. Les scientifiques de Jena appliquent ensuite divers antibiotiques à différentes concentrations sur les bactéries piégées et les examinent par spectroscopie Raman. "Cela signifie que nous irradions les agents pathogènes avec de la lumière laser et évaluons le spectre de la lumière diffusée, " décrit la méthode Neugebauer.

Prof. Jürgen Popp de l'Université Friedrich-Schiller d'Iéna, dit, "Après deux heures, nous pouvons détecter des changements distincts dans les spectres Raman. Parmi ceux-ci, nous pouvons déterminer si la souche est résistante ou sensible. À la fois, nous obtenons des informations sur la concentration souhaitée de l'antibiotique pour limiter la croissance bactérienne. Il s'agit d'un paramètre diagnostique important qui influence le succès d'un traitement. » Les résultats ont été publiés dans Chimie analytique en février 2018.

La combinaison de la rapidité, des diagnostics basés sur la lumière et un niveau d'automatisation élevé réduisent le temps entre l'échantillonnage et le résultat de 72 heures à seulement trois heures et demie. « Une procédure aussi rapide pourrait révolutionner le diagnostic des maladies infectieuses, " dit le professeur Bettina Löffler, directeur de l'Institut de microbiologie médicale de l'hôpital universitaire d'Iéna. Actuellement, les chercheurs développent une plate-forme d'application dans les hôpitaux. Un objectif plus ambitieux est de développer un système de test rapide à cartouche qui permettra aux médecins généralistes d'identifier rapidement les résistances.