Plus le nombre d’organismes est grand, plus le signal électrique généré par la puce est fort. De cette manière, le capteur est capable non seulement de détecter les bactéries dangereuses avec une sensibilité élevée, mais également de déterminer leur concentration. La recherche est publiée dans la revue ACS Applied Materials &Interfaces .

Chaque année, les infections bactériennes font plusieurs millions de morts dans le monde. C’est pourquoi la détection des micro-organismes nuisibles est cruciale, non seulement pour le diagnostic des maladies mais aussi, par exemple, dans la production alimentaire. Cependant, les méthodes disponibles jusqu'à présent prennent souvent du temps, nécessitent un équipement coûteux ou ne peuvent être utilisées que par des spécialistes. De plus, ils sont souvent incapables de faire la distinction entre les bactéries actives et leurs produits de décomposition.

En revanche, la méthode nouvellement développée ne détecte que les bactéries intactes. Il exploite le fait que les micro-organismes n'attaquent que certaines cellules du corps, qu'ils reconnaissent grâce à la structure spécifique de leurs molécules de sucre.

Cette matrice, appelée glycocalyx, diffère selon le type de cellule. Il sert, pour ainsi dire, d'identifiant des cellules du corps. Cela signifie que pour capturer une bactérie spécifique, il suffit de connaître la structure reconnaissable du glycocalyx de sa cellule hôte préférée, puis de l'utiliser comme « appât ».

C’est précisément ce qu’ont fait les chercheurs. "Dans notre étude, nous voulions détecter une souche spécifique de la bactérie intestinale Escherichia coli, ou E. coli en abrégé", explique le professeur Andreas Terfort de l'Institut de chimie inorganique et analytique de l'Université Goethe de Francfort.

"Nous savions quelles cellules l'agent pathogène infectait habituellement. Nous l'avons utilisé pour recouvrir notre puce d'un glycocalyx artificiel qui imite la surface de ces cellules hôtes. De cette façon, seules les bactéries de la souche E. coli ciblée adhèrent au capteur."

E. coli possède de nombreux bras courts, appelés pili, que la bactérie utilise pour reconnaître le glycocalyx de son hôte et s'y accrocher. "Les bactéries utilisent leurs pili pour se lier au capteur à plusieurs endroits, ce qui leur permet de s'accrocher particulièrement bien", explique Terfort.

De plus, la structure chimique du glycocalyx artificiel est telle que les microbes dépourvus du bras droit glissent dessus, comme un œuf sur une poêle à frire bien graissée. Cela garantit que seules les bactéries pathogènes E. coli sont retenues.

Mais comment les scientifiques ont-ils pu corroborer que les bactéries étaient réellement attachées au glycocalyx artificiel ? "Nous avons lié les molécules de sucre à un polymère conducteur", explique Sebastian Balser, doctorant auprès du professeur Terfort et premier auteur de l'article. "En appliquant une tension électrique via ces 'fils', nous sommes capables de lire combien de bactéries se sont liées au capteur."

L'étude montre à quel point cela est efficace :les chercheurs ont mélangé des agents pathogènes de la souche E. coli ciblée avec des bactéries E. coli inoffensives à différentes concentrations. "Notre capteur était capable de détecter les micro-organismes nuisibles même en très petites quantités", explique Terfort. "De plus, plus la concentration de bactéries ciblées est élevée, plus les signaux émis sont forts."

Le document est la première preuve que la méthode fonctionne. Dans l'étape suivante, les groupes de travail concernés souhaitent vérifier si cela résiste également à l'épreuve dans la pratique. Son utilisation dans des régions où il n'existe pas d'hôpitaux dotés de diagnostics de laboratoire sophistiqués est envisageable, par exemple.