Des chercheurs de Bochum, Göttingen, Duisburg et Cologne ont développé une nouvelle méthode pour détecter les bactéries et les infections. Ils utilisent des nanocapteurs fluorescents pour traquer les agents pathogènes plus rapidement et plus facilement qu'avec les méthodes établies. Une équipe dirigée par le professeur Sebastian Kruß, anciennement à l'Université de Göttingen, maintenant à la Ruhr-Universität Bochum (RUB), décrit les résultats dans le journal Communication Nature , publié en ligne le 25 novembre 2020.

Les méthodes traditionnelles de détection des bactéries nécessitent le prélèvement et l'analyse d'échantillons de tissus. Sebastian Kruß et son équipe espèrent éliminer le besoin de prélever des échantillons en utilisant de minuscules capteurs optiques pour visualiser les agents pathogènes directement sur le site de l'infection.

Modifications de fluorescence en présence de molécules bactériennes

Les capteurs sont basés sur des nanotubes de carbone modifiés d'un diamètre inférieur au nanomètre. S'ils sont irradiés à la lumière visible, ils émettent de la lumière dans le proche infrarouge (longueur d'onde de 1, 000 nanomètres et plus), qui n'est pas visible pour l'homme. Le comportement de fluorescence change lorsque les nanotubes entrent en collision avec certaines molécules de leur environnement. Puisque les bactéries sécrètent un mélange caractéristique de molécules, la lumière émise par les capteurs peut ainsi indiquer la présence de certains pathogènes. Dans le journal actuel, l'équipe de recherche décrit des capteurs qui détectent et différencient les agents pathogènes nocifs associés, par exemple, infections des implants.

"Le fait que les capteurs fonctionnent dans le proche infrarouge est particulièrement pertinent pour l'imagerie optique, car dans cette plage, il y a beaucoup moins de signaux de fond qui peuvent corrompre les résultats, " dit Sebastian Kruß, qui dirige le groupe Interfaces fonctionnelles et biosystèmes de la RUB et est membre du pôle d'excellence Ruhr Explores Solvation (Resolv). Étant donné que la lumière de cette longueur d'onde pénètre plus profondément dans les tissus humains que la lumière visible, cela pourrait permettre aux capteurs de bactéries de lire même sous les pansements ou sur les implants.

Des domaines d'application supplémentaires sont envisageables

"À l'avenir, cela pourrait constituer la base de la détection optique des infections sur implants intelligents, car l'échantillonnage ne serait plus nécessaire. Il permettrait ainsi de détecter rapidement le processus de guérison ou une éventuelle infection, résultant en une meilleure prise en charge des patients, " dit Robert Nißler, auteur principal de l'étude de l'Université de Göttingen. « Les domaines d'application possibles ne se limitent pas à cela, " ajoute Kruß. "Par exemple, l'amélioration du diagnostic rapide des hémocultures dans le contexte du sepsis est également envisageable à l'avenir."

En plus des chercheurs de la Chimie Physique II de la Ruhr-Universität Bochum et de l'Institut de Chimie Physique de l'Université de Göttingen, l'étude a également impliqué des équipes de la microbiologie médicale du Centre médical universitaire de Göttingen, Hôpital universitaire de Cologne et Institut Fraunhofer des circuits et systèmes microélectroniques à Duisbourg.