Helicobacter pylori (H. pylori), la bactérie qui peut causer la gastrite humaine, les ulcères peptiques et le cancer de l’estomac, infecte environ la moitié de la population mondiale. Il est essentiel d’identifier rapidement l’infection et de sélectionner la bonne combinaison d’antibiotiques sensibles. Les outils actuels sont cependant limités, principalement parce que les H. pylori ont une croissance lente et sont difficiles à cultiver.
Chercheurs de l’Institut Qingdao de bioénergie et de technologie des bioprocédés (QIBEBT) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) et leurs collaborateurs du State Key Laboratory of Infectious Disease Prevention and Control, National Institute for Communicable Disease Control and Prevention (ICDC) du CDC chinois et l’hôpital municipal de Qingdao ont mis au point un instrument médical appelé Ramanométrie clinique de test de sensibilité aux antimicrobiens pour Helicobacter pylori (CAST-R-HP) qui promet d’être un nouvel outil puissant dans le diagnostic et le traitement des infections à H. pylori.
Leurs conclusions ont été publiées le 18 juin dans la revue Chimie clinique.
Dans la lutte contre H. pylori, les chercheurs et les professionnels de la santé ont besoin d’outils rapides, fiables et sensibles pour l’identification des agents pathogènes et les tests de sensibilité aux antimicrobiens, ainsi que d’un profilage des mutations à l’échelle du génome qui révèle les mécanismes de résistance des bactéries.
Les méthodes actuelles de détection de H. pylori et d’identification des antibiotiques sensibles pour la thérapie d’éradication sont la culture bactérienne et les tests de sensibilité aux médicaments basés sur des échantillons endoscopiques de muqueuse gastrique.
« Les tests actuels de sensibilité aux antimicrobiens basés sur la culture sont trop lents et nécessitent au moins une semaine de délai d’exécution », a déclaré le professeur Zhang Jianzhong du State Key Laboratory of Infectious Disease Prevention and Control, ICDC of China CDC, un auteur principal du étude.
L’équipe a mis au point une approche qui effectue une identification rapide des agents pathogènes, des tests de sensibilité aux antimicrobiens basés sur l’inhibition du métabolisme et un séquençage du génome entier unicellulaire de haute qualité pour dévoiler les mécanismes de résistance aux antimicrobiens. Leur approche offre une précision supérieure à 98 % et réussit à une résolution précise d’une cellule en travaillant directement à partir d’échantillons de biopsie.
Les technologies de base, appelées ramanométrie à sonde D2O et tri et séquençage cellulaires activés par Raman (RACS-Seq), sont intégrées dans l’instrument CAST-R-HP.
« L’indépendance de la culture, la vitesse, la haute résolution et la sortie d’informations complètes suggèrent que CAST-R-HP est un outil puissant pour le diagnostic et le traitement des infections à H. pylori, maintenant avec une précision unicellulaire », a déclaré Xu Jian, un autre auteur principal de l’étude et directeur du centre unicellulaire de QIBEBT.
Dans la perspective de futures recherches, l’équipe explorera les moyens d’accélérer davantage le CAST-R-HP, par exemple en développant une puce basée sur la microfluidique pour enrichir le nombre de traces de cellules directement à partir du tissu de biopsie infecté par H. pylori. Ce développement de puce pourrait encore réduire le délai d’exécution du test de sensibilité aux antimicrobiens basé sur l’inhibition métabolique d’environ trois jours à moins de 24 heures.
« Notre prochaine étape serait d’évaluer pleinement l’utilité du flux de travail pour tous les antibiotiques de première et de deuxième intention utilisés pour le traitement des infections à H. pylori », a déclaré Liu Min du centre unicellulaire de QIBEBT, le premier auteur de l’article.
Le CAST-R-HP de l’équipe pourrait également être utilisé pour cartographier l’hétérogénéité de H. pylori au niveau du génome. « En permettant l’identification, les tests de sensibilité aux médicaments et le suivi de la source basée sur le génome entier à une résolution unicellulaire, CAST-R-HP ne devrait pas seulement faciliter l’administration précise d’antibiotiques pour l’infection à H. pylori, mais réduire le risque de résistance aux médicaments dans le populations humaines en général », a ajouté Xu Jian.
Min Liu et al, Identification d’une seule cellule, test de sensibilité aux médicaments et séquençage du génome entier d’Helicobacter pylori directement à partir d’une biopsie gastrique par test de sensibilité aux antimicrobiens clinique Ramanométrie, Chimie clinique (2022). DOI : 10.1093/clinchem/hvac082