Une équipe de recherche KAIST a développé une puce de dépistage de médicaments à base microfluidique qui identifie les interactions synergiques entre deux antibiotiques en huit heures. Cette puce peut être une plate-forme de criblage de médicaments à base de cellules pour explorer des modèles pharmacologiques critiques d'interactions antibiotiques, ainsi que des applications potentielles dans le criblage d'autres agents de type cellulaire et des conseils pour les thérapies cliniques.

Test de sensibilité aux antibiotiques, qui détermine les types et les doses d'antibiotiques capables d'inhiber efficacement la croissance bactérienne, est devenu plus critique ces dernières années avec l'émergence de souches de bactéries pathogènes résistantes aux antibiotiques.

Pour vaincre les bactéries résistantes aux antibiotiques, la thérapie combinatoire utilisant deux ou plusieurs types d'antibiotiques a suscité une attention considérable. Cependant, le problème majeur est que cette thérapie n'est pas toujours efficace; parfois, des paires d'antibiotiques défavorables peuvent aggraver les résultats, conduisant à des effets antimicrobiens supprimés. Par conséquent, les tests combinatoires sont un processus préliminaire crucial pour trouver des paires d'antibiotiques appropriées et leur plage de concentration contre des agents pathogènes inconnus, mais les méthodes de test conventionnelles ne sont pas pratiques pour la dilution de la concentration et la préparation des échantillons, et ils prennent plus de 24 heures pour produire des résultats.

Pour réduire le temps et améliorer l'efficacité des tests combinatoires, Professeur Jessie Sungyun Jeon du Département de génie mécanique, en collaboration avec le professeur Hyun Jung Chung du Département des sciences biologiques, a développé une puce de criblage de médicaments à haut débit qui génère 121 concentrations par paires entre deux antibiotiques.

L'équipe a utilisé une puce microfluidique avec un volume d'échantillon de quelques dizaines de microlitres. Cette puce a permis de former automatiquement 121 concentrations par paires de deux antibiotiques en seulement 35 minutes.

Ils ont chargé un mélange d'échantillons bactériens et d'agarose dans le microcanal, puis ont injecté des réactifs avec ou sans antibiotiques dans le microcanal environnant. La diffusion des molécules antibiotiques du canal avec antibiotiques vers celui sans antibiotiques a entraîné la formation de deux gradients de concentration orthogonaux des deux antibiotiques sur le gel d'agarose piégeant les bactéries.

L'équipe a observé l'inhibition de la croissance bactérienne par les gradients orthogonaux d'antibiotiques pendant six heures avec un microscope et a confirmé différents modèles de paires d'antibiotiques, classer les types d'interaction en synergie ou en antagonisme.

Le professeur Jeon a dit, « La faisabilité des puces de criblage de médicaments à base microfluidique est prometteuse, et nous nous attendons à ce que notre puce microfluidique soit commercialisée et utilisée dans un proche avenir."