Le professeur Abdennour Abbas et son équipe de recherche ont mené des recherches fondamentales sur les interactions entre les nanoparticules d'or et les surfaces cellulaires pour créer de nouveaux capteurs. Les nanoparticules d'or de forme différente comme l'or triangulaire plat (solution verte à gauche) et l'or sphérique (solution rouge-rose à droite) n'apparaissent pas seulement différentes, mais peut avoir des interactions très uniques avec les cellules qui peuvent être exploitées pour créer de nouvelles réactions qui produisent des signaux détectables tels que des changements de couleur ou des réactions lumineuses. Crédit :Université du Minnesota
Des chercheurs de l'Université du Minnesota (UMN) ont mis au point une méthode pour dépister et identifier les bactéries nocives ou résistantes aux antibiotiques en une heure à l'aide d'un luminomètre portable. Les méthodes de diagnostic traditionnelles nécessitent souvent un équipement complexe et un travail de laboratoire qui peut prendre des jours. La nouvelle méthode utilise la chimiluminescence, ou l'émission de lumière lors d'une réaction chimique. Il a été développé en pensant à l'industrie alimentaire et pourrait également être utilisé dans les établissements de santé.
Dans une étude publiée dans Matériaux de santé avancés , chercheurs du College of Food, Les sciences de l'agriculture et des ressources naturelles et le Collège des sciences et de l'ingénierie de l'UMN ont démontré la nouvelle technologie en analysant des écouvillons de surface et des échantillons d'urine pour la présence de petites concentrations de Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM), une bactérie qui cause plus de 11, 000 décès aux États-Unis chaque année.
« Une grande barrière à la détection microbienne dans l'industrie alimentaire est le coût et l'incapacité à détecter les bactéries nocives dans un délai raisonnable, " a déclaré John Brockgreitens, un étudiant diplômé impliqué dans l'étude du Département de génie des bioproduits et des biosystèmes. "Nous essayons de développer un moyen peu coûteux et rapide pour la détection microbienne qui peut être utilisé sans avoir besoin d'une formation approfondie."
Pour dépister les micro-organismes, de l'or vert sous forme de nanoplaques triangulaires a été associé à un agent réducteur et du luminol. Cela a provoqué une forte réaction chimioluminescente qui était stable aussi longtemps que 10 minutes. Lorsque les chercheurs ont introduit le SARM et d'autres micro-organismes dans la combinaison, ils ont consommé les nanoplaques d'or, provoquant une diminution de l'intensité chimiluminescente proportionnellement à la concentration microbienne. Cela indique une présence de micro-organismes.
Protection macromoléculaire de micro-organismes à l'aide d'anticorps conjugués à un polymère. Ces images montrent des images de microscopie électronique à transmission de bactéries nues (à gauche) et entièrement protégées (à droite). Crédit :Université du Minnesota
« Une détection microbienne rapide en moins de deux heures est non seulement vitale pour prévenir les intoxications alimentaires, mais aussi de lutter contre la résistance aux antimicrobiens en aidant les médecins à prendre des décisions éclairées avant de prescrire des antibiotiques, " dit Abdennour Abbas, professeur au Département de génie des bioproduits et des biosystèmes, qui a dirigé la recherche. « Plus de travail est nécessaire pour appliquer cette technologie à des échantillons plus complexes tels que les aliments et les cultures, mais nous espérons que les progrès se poursuivront dans ce domaine."
Les chercheurs ont également introduit un nouveau concept appelé blindage macromoléculaire microbien pour identifier spécifiquement le SARM. Un polymère spécifique du SARM a été ajouté au même échantillon où il a englouti et entouré les bactéries SARM, les empêchant de consommer les nanoplaques d'or. Cette augmentation de l'intensité de la chimiluminescence, indiquant la présence de SARM.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires avant que la méthode puisse être utilisée dans des applications réelles, mais les chercheurs sont impatients de rendre ce processus plus rapide et plus facile pour l'industrie.
« Dans l'industrie alimentaire, des articles comme la viande transformée, du fromage, le yaourt et le lait ont beaucoup d'autres parties concurrentes telles que des protéines et d'autres cellules que vous devez filtrer efficacement avant de pouvoir détecter ce que vous recherchez, " a déclaré Brockgreitens. " Nous savons que notre direction est de continuer à examiner certaines de ces interactions cellulaires et comment rendre tout ce processus automatisé ou un processus en une seule étape. "
