Souhaitez-vous savoir quelle combinaison d'antibiotiques fonctionne le mieux pour un patient en particulier ? Et le faire en seulement six à 12 heures dans un point de service ? Ou rechercher des anticorps dans des milliers d'échantillons à la fois ? C'est désormais possible grâce à un nouveau dispositif inventé par les scientifiques de l'IPC PAS. C'est bon marché, rapide et fiable, et il peut remplacer les tests sur bandelettes et donner aux patients une meilleure chance de lutter contre la maladie.

Une équipe dirigée par le prof. Piotr Garstecki développe de nouveaux outils de diagnostic. Dans un article publié en Micromachines , la description combinant des méthodes simples existantes pour développer un kit de test de sensibilité bactérienne simple qui utilise moins de réactifs qu'un test traditionnel sur gélose, moins d'antibiotiques, et est aussi simple à réaliser qu'un Etest. Les utilisateurs peuvent également choisir comment visualiser les résultats, choisir entre les indicateurs du métabolisme des bactéries, colorants fluorescents ou changement colorimétrique.

« Nous voulions tester la sensibilité aux antimicrobiens le plus simplement possible, non seulement pour un seul agent, mais aussi pour des combinaisons ou dans des conditions différentes, " explique le Dr Ladislav Derzsi, l'un des auteurs de l'article et superviseur du projet. "Pour livrer ce nouvel appareil, nous avons fait correspondre plusieurs choses qui ont été découvertes indépendamment. Par exemple, nous avons utilisé des techniques standard de lithographie UV et douce qui sont des méthodes très courantes pour fabriquer des dispositifs microfluidiques et nous les avons combinées avec une impression sans contact sur une machine conçue spécialement pour nous. »

En utilisant cette combinaison de méthodes, les scientifiques ont pu positionner très précisément de petites gouttelettes de liquide dans des micropuits - dans ce cas, solutions antibiotiques de différentes concentrations et dans différentes combinaisons. Ils ont été imprimés à l'intérieur de micropuits de la même manière que les imprimantes à jet laser ou à jet d'encre. "Les imprimantes ont de petites buses, et en utilisant des forces piézoélectriques, ils délivrent des quantités de liquide très précises :du nanolitre au picolitre, voire des femtolitres, " explique le Dr Derzsi. " Nous utilisons une technique similaire, seulement à la place de l'encre, nous utilisons des antibiotiques, et nous les injectons non sur du papier mais sur un élastomère souple. Nous le laissons sécher lentement dans des conditions contrôlées. La phase aqueuse - eau - s'évapore, et nous nous retrouvons avec juste la très petite quantité d'antibiotique."

Les puits utilisés pour l'expérience étaient assez grands - 1 mm de diamètre - et leur capacité était d'env. 0,67 microlitres. "Au total, nous utilisons 1024 puits dans une puce. C'est plus d'un ordre plus élevé que les plaques classiques avec 96 puits malgré une taille deux fois moindre. Mais il peut être augmenté même jusqu'à 10, 000 puits en diminuant leur taille individuelle, " dit le Dr Derzsi.

Pour le rendre plus convivial, les chercheurs ont collé l'appareil avec un ruban adhésif polymère pour le sceller hermétiquement, puis l'ont mis sous vide. Ainsi, le dispositif est livré à l'utilisateur final stérile et avec une pression négative interne. "Si nous souhaitons l'utiliser commercialement, il pourrait être en outre scellé dans un sac sous vide [comme nous le faisons avec les produits alimentaires], " explique le scientifique.

L'utilisateur n'a alors plus qu'à le déballer, injecter une solution bactérienne avec un simple, pipette disponible dans le commerce, puis ajoutez une petite quantité d'huile qui divise les puits et aide à éviter toute contamination croisée entre eux. Ensuite, l'ensemble du pack est placé dans l'incubateur. La croissance ou la non-croissance des bactéries indique la combinaison optimale d'antibiotiques et leur concentration.

Un grand avantage du nouveau système de test est sa flexibilité. Il est possible de produire des plaques stériles à la demande avec différents antibiotiques dans différentes combinaisons. Le Dr Derzsi dit, "Nous avons utilisé des plaques avec six antibiotiques simples dans huit concentrations différentes et - pour augmenter la précision - en huit répétitions chacune. Nous avons également testé des combinaisons par paires de ces six antibiotiques en plusieurs répétitions. Il est possible de tester des combinaisons d'un nombre arbitraire de différents antibiotiques, inhibiteurs et adjuvants dans un puits, mais habituellement, les médecins n'en utilisent pas plus de deux à la fois pour éviter de surcharger le système du patient. En utilisant cette nouvelle méthode, les médecins peuvent tester le patient et voir quel antibiotique ou quelle combinaison fonctionne le mieux, c'est à dire., personnaliser le traitement et ne pas se fier à ce qui fonctionne dans une population générale. Chaque personne a une réponse légèrement différente au traitement, même avec la même maladie. C'est à cause de leur bioflore, l'individualité métabolique et bien d'autres choses. Le nouveau dispositif est donc un pas vers une médecine plus personnalisée. Mais cela peut être très utile non seulement pour un patient en particulier, mais aussi à des fins scientifiques comme trouver de nouveaux, combinaisons non évidentes d'antibiotiques qui fonctionnent mieux que celles connues."

Bien que des travaux aient été menés sur les bactéries et leur sensibilité aux antibiotiques, la méthode a le potentiel d'être améliorée et après des tests supplémentaires utilisés, par exemple, pour imprimer des amorces et effectuer une PCR numérique pour identifier des gènes ou des anticorps spécifiques, en particulier avec une seule puce, ne coûterait pas plus de 5 €.

Les méthodes microfluidiques présentent également un avantage supplémentaire :lors de la recherche de nouveaux médicaments, les scientifiques ont souvent une quantité très limitée d'une substance potentiellement utile. Grâce à l'impression sans contact, ils peuvent tester différentes concentrations et combinaisons d'un durcissement potentiel sans manquer de substrat trop tôt.