Des chercheurs de l'Institut indien des sciences (IISc) ont mis au point une méthode pour identifier et vérifier rapidement si une bactérie pathogène est vivante ou morte.

Il utilise la spectroscopie Raman, une technique qui est généralement utilisée pour identifier les liaisons chimiques dans les matériaux, reconnaître les bactéries et vérifier leur viabilité, ou leur état de vie.

"Le caractère unique de cette étude est la rapidité et la sensibilité de la méthode, et son potentiel de transformation en chevet, appareil de table pour le diagnostic, " dit Srividya Kumar, un ancien Ph.D. étudiant au Département de Chimie Inorganique et Physique, et premier auteur de l'étude publiée dans la revue Chimie analytique et bioanalytique .

Détection rapide de l'agent pathogène ou du pathogène, ainsi que vérifier s'il est vivant ou non dans les échantillons de patients sont essentiels au traitement des maladies infectieuses. L'identification de la viabilité de l'agent pathogène aide également les médecins à décider de la dose d'antibiotiques à prescrire, et réduit la possibilité de surprescription pouvant conduire à une résistance aux antibiotiques.

Les bactéries infectieuses sont généralement identifiées par des techniques telles que la culture, c'est-à-dire leur culture sur un milieu nutritif dans une boîte de Pétri. Cela peut prendre environ deux à trois jours pour suivre leur croissance et confirmer s'ils sont morts ou vivants. En outre, les bactéries difficiles à cultiver dans les cultures de laboratoire passent souvent inaperçues par les méthodes conventionnelles. Des méthodes plus sophistiquées telles que la réaction en chaîne par polymérase (PCR) créent un profil génétique du microbe, mais ne peut pas dire s'il est vivant ou mort.

La spectroscopie Raman est largement utilisée dans le domaine de la chimie pour sonder la structure des molécules. Dans cette étude, cependant, Kumar et ses collègues ont combiné cette approche avec la microscopie avancée pour vérifier la présence de bactéries. Ils ont utilisé cette technique pour détecter si la bactérie de la tuberculose (Mycobacterium tuberculosis) était présente dans un milieu d'échantillon qui ressemble à des crachats. Ils ont également testé des échantillons contenant cinq autres microbes.

A l'aide du microspectroscope, les chercheurs ont fait rebondir un faisceau laser sur l'échantillon et capturé la lumière diffusée par l'échantillon sous la forme d'un spectre, qui varie avec la composition biochimique de la bactérie. Chaque espèce bactérienne génère un spectre unique avec des valeurs spécifiques pour l'intensité et la position de longueur d'onde de la lumière diffusée, selon le type de liaisons chimiques présentes à l'intérieur de la cellule bactérienne. La technique était suffisamment sensible pour générer un spectre même pour une seule cellule bactérienne.

Le matériel qui est utilisé pour monter les bactéries dans cette technique, connu sous le nom de substrat, est également crucial car certains substrats peuvent ajouter du bruit au profil biochimique. Les chercheurs ont développé un neutre, substrat à couche mince à base d'aluminium qui ne génère pas de signaux de fond susceptibles d'interférer avec les spectres.

En utilisant cette méthode, les chercheurs ont non seulement pu identifier la bactérie, mais ont également pu différencier les cellules bactériennes vivantes des cellules mortes, car la composition chimique des deux diffère, dans les deux à trois heures suivant le prélèvement de l'échantillon.

Comme chaque espèce bactérienne donne naissance à un spectre unique, il pourrait être possible à terme de créer une base de données d'agents pathogènes pouvant être utilisée dans le diagnostic clinique.

« Bien que nous ayons validé la méthode pour la tuberculose, la méthodologie peut être étendue à tout type d'infection bactérienne, " dit Deepak Saini, professeur agrégé au Département de reproduction moléculaire, Développement et génétique, IISc, et l'un des auteurs principaux de l'étude.