Une seule heure donne les résultats

La simple idée d'une épidémie se propageant rapidement est inquiétante, en particulier pour le personnel de laboratoire et les collaborateurs des services de santé publique : en cas de déclenchement d'une épidémie, ils devraient se lancer dans une course contre la montre pour identifier les agents pathogènes concernés et endiguer leur propagation avant que la panique et le chaos ne s'installent dans la population. En l'état actuel des choses, la méthode conventionnelle de la boîte de Pétri peut prendre jusqu'à dix jours pour détecter les agents pathogènes de la maladie du légionnaire et identifier la source de l'infection. Pour la listeria, environ trois jours. Pendant ce temps, les agents pathogènes peuvent se propager et des vies humaines sont en grand danger. En cas de contamination alimentaire, les produits concernés se retrouveraient déjà dans les rayons des magasins ou chez les consommateurs, ce qui entraînerait des rappels de produits coûteux.

Imaginez maintenant que des résultats d'analyse fiables puissent être obtenus en une heure seulement. Un procédé aussi rapide mais aussi précis réduirait de manière significative la probabilité d'une épidémie. Les chances d'endiguer les agents pathogènes en cas de contamination des aliments ou de l'eau augmenteraient considérablement. site externe"rqmicro", une entreprise spin-off de l'ETH, laisse entrevoir une méthode de détection aussi rapide. "La vision de "rqmicro" - l'abréviation de Rapid Quantitative MICRObiology - est de moderniser les méthodes de détection des germes actuellement utilisées. Nous y sommes parvenus en développant une méthode de détection sur puce", explique Hans-Anton Keserue, microbiologiste à l'ETH Zurich et fondateur du spin-off. "Grâce à la technologie que nous avons développée, nous pouvons combiner des méthodes manuelles avec notre méthode de puce microfluidique et fournir des résultats au bout d'une heure seulement".

Un soupçon de patience

Les méthodes standard pour détecter et quantifier les bactéries sont encore souvent basées sur des calculs. La plupart d'entre nous se souviennent encore des cours de biologie à l'école de maturité gymnasiale : on prend un échantillon d'eau et on en verse quelques gouttes dans une boîte de Pétri. Ensuite, on place la boîte de Pétri dans une armoire chauffante. Les germes contenus dans l'eau se développent alors sur le milieu de culture de la boîte de Pétri et forment des colonies de bactéries qui peuvent être dénombrées. Cette méthode classique de détection microbiologique se base sur trois étapes - la filtration, la culture et l'identification des germes - et nécessite au moins 72 heures.

"Pour les légionelles, qui peuvent parfois être présentes en forte concentration dans l'eau potable, la culture peut prendre jusqu'à dix jours", explique Keserue. "Ainsi, l'analyse d'aliments ou d'eau potable en cas d'infestation par certaines souches bactériennes demande beaucoup de patience et devient souvent la recherche d'une aiguille dans le tas (de foin) de la diversité bactérienne". Pour les élèves de l'école de maturité gymnasiale, il peut certes être intéressant de voir les résultats grandir dans une boîte de Pétri, mais dans une situation d'urgence mettant en danger des vies humaines, des délais d'attente de trois jours ou plus sont dévastateurs.

Rapide et fiable

Jusqu'à présent, les techniciens de laboratoire ne pouvaient détecter et analyser les agents pathogènes que par culture. Mais "rqmicro" emprunte de toutes nouvelles voies pour quantifier les germes : Les échantillons de laboratoire sont analysés à l'aide de la technologie microfluidique. Un échantillon est déposé sur une puce microfluidique. Sur celle-ci se trouvent des anticorps spécifiques équipés de nanoparticules magnétiques. Lorsque les anticorps entrent en contact avec le germe pathogène recherché, ils se lient à celui-ci. Les germes sont ainsi marqués et peuvent être isolés magnétiquement. On obtient ainsi des préparations cellulaires d'une grande pureté, qui peuvent être obtenues par des méthodes traditionnelles. site externeCytométrie en flux peuvent être mesurées. "Notre méthode ne fournit pas seulement des résultats beaucoup plus rapides, elle est aussi plus fiable", assure Keserue. Elle permet également de quantifier des bactéries qui ne peuvent pas être cultivées et qui représentent pourtant des risques infectieux potentiels.

Dès à présent, "rqmicro" propose aux clients et aux partenaires industriels la nouvelle méthode de détection des légionelles dans l'eau potable en tant que service. Les projets d'avenir sont ambitieux : dans un premier temps, un équipement de mesure de laboratoire sera mis sur le marché, qui effectuera le marquage et l'isolement automatiques et immunomagnétiques des agents pathogènes. Il sera ainsi possible non seulement d'obtenir des échantillons purs de bactéries, mais aussi de purifier d'autres échantillons de cellules. À long terme, il est prévu d'intégrer un système de détection des germes dans la deuxième génération d'appareils de mesure. "Notre objectif est de commercialiser des produits basés sur nos méthodes d'analyse et nos systèmes de détection pour les laboratoires qui recherchent des germes dans les aliments et l'eau potable", explique Keserue.

Officiellement reconnu

"rqmicro" est basé sur la thèse de doctorat que Keserue a rédigée sur le thème de la détection rapide d'agents pathogènes à l'aide de site externeCytométrie en flux (FCM, Flow Cytometry) pendant son travail à l'Eawag. La FCM est une technologie électronique basée sur le laser qui permet de compter les cellules de n'importe quel échantillon en quelques minutes. Cette méthode ne nécessite pas de culture cellulaire et quantifie toutes les bactéries vivantes ou mortes de l'échantillon concerné. Grâce à des colorants fluorescents spéciaux, il est également possible de distinguer les cellules viables des cellules mortes.

Le FCM fournit des résultats bien plus précis que ceux de la microbiologie traditionnelle. Cette nouvelle méthode de mesure microbiologique, développée à l'Eawag et largement testée en Suisse et à l'étranger, est désormais officiellement utilisée pour quantifier la quantité totale de cellules germinales dans l'eau potable et a été intégrée par l'Office fédéral de la santé publique (OFSP) dans le Manuel suisse des denrées alimentaires (MSDA).