Quand tu tombes malade, vous voulez le bon traitement rapidement. Mais certains microbes infectieux sont experts pour échapper aux médicaments très antibactériens conçus pour les combattre.

Un nouveau test simple et peu coûteux développé par les chercheurs de l'UC Berkeley peut diagnostiquer les patients atteints de souches bactériennes résistantes aux antibiotiques en quelques minutes. La technique pourrait aider les médecins à prescrire les bons antibiotiques pour chaque infection, et pourrait aider à limiter la propagation des "superbactéries résistantes aux antibiotiques, " qui tuent jusqu'à 700, 000 personnes dans le monde chaque année.

"Les organisations de santé du monde entier soutiennent le développement d'outils qui identifient spécifiquement les agents pathogènes résistants aux antibiotiques, car il existe peu de tests disponibles qui peuvent le faire rapidement, " dit Tara de Boer, un boursier postdoctoral au College of Engineering de l'UC Berkeley. "Notre test est simple et nous donne des informations sur une courte échelle de temps."

Le test, surnommé DETECT, détecte les signatures moléculaires des bactéries résistantes aux antibiotiques directement dans les échantillons d'urine. Contrairement aux autres techniques actuellement sur le marché, DETECT ne nécessite pas d'instruments coûteux et est suffisamment simple pour être appliqué dans un environnement de soins.

"En théorie, DETECT vous permettra de diagnostiquer les infections bactériennes résistantes aux antibiotiques dans un cabinet médical simplement en collectant l'urine et en la mélangeant avec les réactifs DETECT, " dit Niren Murthy, professeur d'ingénierie à Berkeley.

« Les infections résistantes aux médicaments sont une pandémie silencieuse qui tue en fait plus de personnes chaque année que Zika ou Ebola, " a déclaré Lee Riley, professeur d'épidémiologie et de maladies infectieuses à l'École de santé publique de l'UC Berkeley. "Plus vite vous pouvez commencer le bon médicament, meilleures sont les chances de survie ou d'éviter les complications."

L'étude, qui a été menée dans le cadre du Consortium pour la recherche sur les bactéries résistantes aux antimicrobiens (CRARB), qui comprend des chercheurs de Berkeley du College of Engineering et de la School of Public Health, apparaît sur la couverture du journal du 18 octobre ChemBioChem .

Hacher les antibiotiques

De nombreux antibiotiques courants de première génération, dont la pénicilline, amoxicilline et ampicilline, s'articulent autour d'une structure moléculaire appelée bêta-lactame, qui empêche les bactéries de construire des parois cellulaires, rendant impossible la croissance et la reproduction des microbes.

Cependant, comme l'utilisation de ces antibiotiques a grimpé en flèche au cours des 80 dernières années, certaines bactéries infectieuses, y compris les souches d'E. coli, Salmonelles et Shigelles, ont évolué pour produire des enzymes appelées bêta-lactamases qui hachent ces antibiotiques et les rendent inutiles.

DETECT fonctionne en identifiant la présence de bêta-lactamases dans les échantillons d'urine. "Ce que fait notre technologie, c'est détecter les molécules qui décomposent réellement les antibiotiques, " a déclaré de Boer.

Alors que la technique de base pour la détection des bêta-lactamases a déjà été développée, il n'est pas assez sensible pour repérer les concentrations relativement faibles de bêta-lactamases dans les échantillons de patients. Pour que cette technique fonctionne, les bactéries d'un échantillon de patient doivent d'abord être cultivées en laboratoire, ce qui peut prendre deux à trois jours, assez longtemps pour qu'une simple infection bactérienne comme une infection des voies urinaires envahisse les reins ou le sang.

La technique DETECT utilise une réaction enzymatique en chaîne pour amplifier le signal des bêta-lactamases d'un facteur 40, 000, suffisamment élevé pour permettre la détection de la présence de ces enzymes dans les échantillons d'urine. Avec DETECTER, un patient dont le test est positif pour une infection résistante aux antibiotiques de première génération peut être immédiatement traité avec un antibiotique plus puissant ou un agent alternatif.

L'équipe a testé DETECT sur 40 échantillons d'urine prélevés sur des patients suspectés d'avoir une infection urinaire, et a constaté qu'environ un quart d'entre eux souffraient d'infections résistantes aux antibiotiques.

« DETECT vous indique non seulement qui a des infections résistantes aux antibiotiques, mais vous indique également qui pourrait être traité par des antibiotiques de première génération, vous permettant d'économiser des antibiotiques haut de gamme et de ralentir la propagation de la résistance aux médicaments, " dit Murthy.

Du laboratoire au cabinet médical

DeBoer collabore désormais avec des médecins et des spécialistes des laboratoires cliniques dans les hôpitaux pour concevoir des dispositifs basés sur DETECT faciles à utiliser et adaptés à des contextes médicaux spécifiques.

"Chacun a des besoins différents à l'hôpital, " a déclaré de Boer. " En ce moment, nous avons beaucoup de modèles, mais ce que nous faisons, c'est permettre à l'utilisation prévue de définir à quoi ressemblera le design."

Par exemple, les outils de diagnostic qui fonctionnent bien dans une clinique externe peuvent ne pas être aussi pratiques pour les médecins travaillant dans un service d'urgence, dit de Boer.

Avec l'aide de l'incubateur de start-up CITRIS Foundry de l'UC Berkeley, de Boer a co-fondé une entreprise, Diagnostic BioAmp, qui travaille à commercialiser la technologie dans un dispositif de diagnostic rapide.

L'équipe continue de perfectionner sa technique d'amplification du signal enzymatique dans l'espoir de pouvoir bientôt l'appliquer pour détecter des souches spécifiques de bactéries ainsi que des bactéries dans le sang.

"Je pense que nous sommes sur le point d'avoir cela applicable en milieu hospitalier, " dit Riley.