Résistance aux antibiotiques : un diapason pour la détecter en 5 minutes

Dans quelques années, tous les médecins seront-ils amenés à se mettre au diapason pour lutter contre la résistance aux antibiotiques ? Bien qu'il faille une politique mondiale pour tenter de limiter le phénomène, la solution avancée par des scientifiques de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) s'inspire fortement de l'outil des musiciens pour tenter de devenir une référence dans la détection des souches bactériennes résistantes aux traitements.

Aujourd'hui, pour déterminer les meilleurs soins à apporter à un patient infecté par une bactérie pathogène, les médecins peuvent recourir à la culture cellulaire en différents milieux enrichis en antibiotiques, afin de voir ceux dans lesquels les microbesmicrobes continuent de se développer. Pour certaines espècesespèces, comme le vecteur de la tuberculose, le processus peut prendre plusieurs semaines.

La méthode explicitée par les chercheurs suisses dans Nature Nanotechnology pourrait abaisser le temps nécessaire à quelques minutes seulement, si elle venait à se concrétiser. Tout cela en détectant sur une lamelle pas plus épaisse qu'un cheveu humain les vibrationsvibrations induites par le métabolisme des bactéries vivantes.

Un diapason en mode vibreur : signe de résistance aux antibiotiques

Les scientifiques ont d'abord placé leur dispositif dans un milieu de culture bactérien. À l'aide d'un laserlaser qui détecte les oscillations et qui traduit le signal en influx électrique facilement interprétable, ils ont pu détecter de très légères vibrations, qu'ils imputent à l'agitation thermique des moléculesmolécules de la solution.

Lorsqu'ils ont ajouté de part et d'autre de leurs lamelles des bactéries de l'espèce Escherichia coliEscherichia coli, les mouvementsmouvements, de l'ordre du nanomètrenanomètre, se sont nettement amplifiés. Pour les chercheurs, ils doivent être la résultante des processus chimiques dus au métabolisme. Selon cette hypothèse, la mort des microbes devrait se caractériser par une diminution très nette des vibrations, et celles-ci devraient revenir à un niveau identique à celui constaté lors de la première expérience.

Ce schéma reprend le principe du fonctionnement de cette méthode de test de résistance bactérienne aux antibiotiques. La lamelle vibrante (C) oscille sous l'activité du métabolisme bactérien (B). Un rayon laser (L) envoyé sur la lamelle permet de détecter l'amplitude des mouvements et de définir ainsi l'état dans lequel se trouvent les microbes soumis à un antibiotique. © Sandor Kasas, Giovanni Longo

C'est ce qui a été montré : en présence d'ampicilline, une molécule antibiotique, il a fallu 5 minutes pour que les oscillations soient diminuées d'un facteur 20. Après 15 minutes, le traitement a été retiré, le milieu de culture remplacé, mais rien n'a changé. En revanche, en utilisant une souche d'E. coli résistante à l'ampicilline, les résultats montrent une légère décroissance de l'activité au début, avant un retour au stade initial après 15 minutes.

Les antibiotiques qu’il faut, quand il le faut

En quelques minutes donc, la méthode pourrait déterminer les traitements les plus adaptés à proposer à un patient. Dans certaines situations, comme lorsqu'un malade infecté arrive en urgence à l'hôpital et doit être traité en quelques heures pour survivre, ce test de diagnostic pourrait sauver des vies. Mais il est encore trop tôt pour espérer l'utiliser. Quelques années de recherche sont nécessaires avant qu'il ne se retrouve, éventuellement, en clinique. Pourquoi ? Il faut d'abord s'assurer de la cause réelle des vibrations. Le métabolisme bactérien reste pour l'heure une hypothèse qu'il faut confronter à l'expérimentation scientifique. Ensuite, il est nécessaire de s'assurer que le milieu dans lequel le test est pratiqué n'affecte pas la performance.

À l'avenir, ce dispositif déjà moins onéreux que ses concurrents, grand comme une boîte d'allumettesallumettes, pourrait être encore miniaturisé. L'idée serait de retirer le laser et de construire les lamelles vibrantes dans un matériaumatériau piézoélectriquepiézoélectrique, c'est-à-dire qui génère un courant électriquecourant électrique lorsqu'il se déforme.

Les scientifiques pensent déjà à d'autres applicationsapplications éventuelles. Contre le cancercancer par exemple, en testant la résistance des cellules tumorales aux traitements, selon le même procédé. Mais aussi pour vérifier la présence de traces de vie sur Mars : de petites oscillations pour un Homme, un bond de géant dans notre connaissance de la vie dans l'universunivers.