Rapide, des tests d'eau abordables qui peuvent être utilisés sur place et même exécutés en continu aideront les scientifiques à identifier les bactéries pathogènes en moins d'une heure et à réduire potentiellement la propagation de maladies courantes telles que la diarrhée, qui tue environ 842, 000 personnes chaque année.

Des centaines de millions d'échantillons sont testés chaque année pour détecter les bactéries nocives dans l'eau potable et environnementale, aliments et boissons, mais les tests peuvent prendre des jours ou, dans certains cas, voire des semaines pour fournir des résultats définitifs. D'ici là, de nombreuses personnes peuvent être tombées malades à cause de maladies causées par des bactéries telles que E. coli ou la légionelle.

Réduire le laboratoire à la taille d'une imprimante domestique – et réduire la durée des tests à une heure ou moins – pourrait aider à arrêter les épidémies et à assurer la sécurité des personnes.

C'est l'objectif d'un nouveau système qui utilise une technique appelée séparation immunomagnétique pour localiser les cellules de légionelles dans un échantillon d'eau potable concentrée. L'énorme avantage est la vitesse, car il ne dépend pas de cultiver des générations de bactéries pour atteindre les concentrations nécessaires pour les identifier et les compter, ce qui peut prendre jusqu'à deux semaines pour des résultats fiables.

"Nous pouvons concentrer et purifier l'échantillon magnétiquement, sans aucune technique de culture ou d'enrichissement, " a déclaré le Dr Daniel Schaffhauser, directeur de la technologie chez rqmicro basé en Suisse, la société qui a développé la plate-forme dans le cadre d'un projet appelé CellCount.

"C'est là que nous pouvons gagner du temps, " il ajouta.

Tests ciblés

L'échantillon est mélangé à un cocktail d'anticorps spécifiques développés par rqmicro qui sont couplés à de minuscules billes magnétiques, ainsi que des étiquettes fluorescentes. Une fois qu'un agent pathogène cible se lie à l'anticorps, un champ magnétique éloigne la cellule perlée du reste de l'échantillon. Et, lié avec l'étiquette fluorescente, il peut être compté dans un cytomètre en flux à haute sensibilité – un système de balayage et de détection des bactéries cibles.

La plate-forme utilise un agencement de type cartouche jetable le long des lignes d'une imprimante domestique, qui contient les cocktails d'anticorps et le système de circulation de l'échantillon. Étant donné qu'aucun liquide ne quitte la cartouche, l'échantillon et les autres liquides sont entièrement contenus à tout moment, éliminant le risque de contamination ou le besoin de désinfection entre les tests.

Le système de détection a été développé pour maintenir sa précision sur le terrain, plutôt que les conditions stables d'un laboratoire de recherche.

Les tests ciblés et les procédures de décontamination plus efficaces nécessitent moins d'énergie et de produits chimiques. Le système peut être utilisé pour une surveillance quasi continue des approvisionnements en eau potable et est déjà utilisé par les laboratoires de l'eau en Europe pour détecter les légionelles, avec des résultats rapides aidant à localiser les sources d'infection.

Legionella peut se produire dans les systèmes de climatisation et les approvisionnements en eau domestique et peut provoquer de graves infections pulmonaires de type pneumonie. L'Allemagne dispose désormais de lois environnementales exigeant des tests de routine des systèmes d'eau chaude.

Le Dr Schaffhauser a déclaré que rqmicro a constaté un vif intérêt pour l'analyse et la surveillance de l'eau utilisée dans les processus industriels et les tours de refroidissement, tels que ceux courants dans les centrales électriques, usines chimiques, ou des raffineries.

Le système peut être adapté à n'importe quel nombre d'autres agents pathogènes. « La technologie est très générale, nous voyons donc des applications non seulement dans l'eau potable, mais aussi dans des diagnostics microbiens plus larges, " a déclaré le Dr Schaffhauser.

« Où que vous souhaitiez effectuer une analyse microbienne, il suffit de trouver les bons anticorps, et le reste est déjà en place, " il ajouta.

Les coûts des tests se situent entre 17-25 €, le rendant compétitif avec la plupart des méthodes de test actuelles, mais avec l'avantage de la vitesse. Et tandis que l'équipement d'essai serait relativement coûteux, cela pourrait diminuer à mesure que des économies d'échelle entrent en jeu.

Plutôt que de faire des tests ponctuels lorsqu'un agent pathogène a déjà été découvert, cependant, une autre approche consiste à surveiller en permanence l'eau pour fournir un système d'alerte précoce qu'une bactérie particulière peut être présente.

C'est l'objectif d'une autre entreprise de biotechnologie basée en Suisse, bNovate Technologies AG, qui a développé une technologie pour surveiller automatiquement et en continu les débits d'eau à la recherche de bactéries problématiques, réduisant considérablement le temps de mesure actuel de plusieurs jours à quelques minutes.

Son premier système commercialisé, BactoSense, compte rapidement le nombre total de bactéries dans un échantillon d'eau, l'un des tests cruciaux utilisés par les services publics pour évaluer la qualité de l'eau. Grâce à un projet appelé ColiSense Online, un instrument de deuxième génération pourra cibler spécifiquement E. coli, permettant d'effectuer un autre test indispensable et remplaçant lent, méthodes basées sur la culture qui sont la norme.

« E. coli est reconnu dans le monde entier comme un indicateur de contamination fécale et constitue un test de routine pour les systèmes d'approvisionnement en eau municipaux, " a déclaré le Dr Luigino Grasso, Directeur de la technologie de bNovate.

« Donc, en apportant ce type de test à une machine automatisée et compacte qui peut donner des résultats rapides, nous sommes en mesure de réduire considérablement le coût de chaque test, " il ajouta.

Alarme

Le système ColiSense de bNovate fonctionne à l'aide d'une cartouche recyclable, concentrer l'échantillon d'eau, colorer les cellules d'E. coli et les analyser pour dénombrer les bactéries présentes. Le système vise à fournir automatiquement, surveillance à distance qui peut déclencher une alarme si les agents pathogènes atteignent des niveaux problématiques.

"Chaque cartouche peut être laissée en place pour des centaines de tests, " a déclaré le Dr Grasso. " Ainsi, le système n'a besoin d'aucune intervention humaine pendant quelques mois, même s'il teste l'eau plusieurs fois par jour."

Grâce à l'automatisation et à la surveillance à distance, bNovate a réduit le nombre d'interventions humaines et éliminé le besoin de temps de laboratoire, aider à réduire le prix des tests d'eau BactoSense à environ 1 € chacun - une fraction des coûts associés aux anciennes méthodes de test. La société vise à atteindre la même fourchette de prix pour ColiSense.

Alors que le système BactoSense est déjà utilisé par les services d'eau, et le système ColiSense devrait également être déployé auprès de ces utilisateurs, Le Dr Grasso voit le potentiel du système non seulement au début du système de purification et de distribution de l'eau, mais aussi dans des établissements comme les hôpitaux, où le risque de contamination de l'eau peut être élevé. Il pourrait même convenir à des applications industrielles, comme dans l'industrie des boissons, fabrication de produits cosmétiques et pharmaceutiques.

"Mais nous sommes particulièrement satisfaits de son efficacité pour aider à prévenir la maladie, fournir un système d'alerte précoce pour (la) contamination des réseaux d'eau potable, " a déclaré le Dr Grasso.