Quels gènes de résistance aux antimicrobiens sont présents dans les bactéries, par exemple dans un service hospitalier ? Pour les laboratoires aux ressources financières limitées, la caractérisation de l’ADN bactérien est difficile, car cela nécessite souvent un équipement coûteux. Les chercheurs de Chalmers ont maintenant développé une méthode qui peut détecter des gènes bactériens spécifiques qui codent la résistance à l’aide de microscopes standard, qui sont déjà utilisés pour diagnostiquer la tuberculose dans les pays à faible revenu.
La résistance aux antimicrobiens est l’une des principales menaces pour la santé dans le monde, car les infections courantes ne répondent plus aux antibiotiques. Cela peut entraîner une maladie grave et la mort, par exemple une septicémie néonatale, c’est-à-dire de graves infections bactériennes du sang chez les nouveau-nés.
Les gènes conférant la résistance aux bactéries, par exemple en dégradant les antibiotiques, se trouvent souvent sur les plasmides, les molécules d’ADN circulaires qui n’appartiennent pas à l’ADN bactérien chromosomique. Les plasmides peuvent se transférer entre les souches bactériennes et les espèces et peuvent ainsi se propager rapidement dans une population bactérienne.
Microscope déjà présent dans de nombreux laboratoires
« Des méthodes efficaces et simples sont nécessaires pour caractériser les plasmides bactériens et détecter les gènes de résistance lorsqu’une infection se propage dans les hôpitaux. C’est un problème pour les laboratoires aux ressources limitées car les méthodes existantes nécessitent un équipement coûteux », explique Fredrik Westerlund, professeur de biologie chimique à Chalmers.
Grâce à un programme de diagnostic de la tuberculose, de nombreux laboratoires des pays à revenu faible ou intermédiaire sont déjà en possession de microscopes à fluorescence standard. Ce fut le point de départ du groupe de recherche de Fredrik Westerlund. Ils ont basé leur méthode nouvellement développée sur ces microscopes, qui sont présents dans le laboratoire hospitalier de leurs partenaires de collaboration à Dar es Salam, en Tanzanie.
La molécule d’ADN linéaire peut être détectée
Pour trouver des gènes spécifiques, les chercheurs utilisent les soi-disant ciseaux à gènes, CRISPR-Cas9, qui peuvent reconnaître et couper des brins d’ADN à n’importe quelle séquence prédéterminée, si uniques que des gènes spécifiques peuvent être trouvés.
« Si un gène de résistance est présent sur le plasmide, il sera coupé par Cas9. L’ADN est ensuite étiré sur une lame de verre et imagé par microscopie à fluorescence, et la molécule linéaire peut être détectée. Les images pour analyse, peuvent être acquises par un smartphone ordinaire, que vous pouvez facilement fixer à l’oculaire du microscope », explique Gaurav Goyal, postdoctorant dans le groupe de recherche.
« N’importe quel laboratoire de microbiologie peut effectuer cette analyse de plasmide »
Gaurav Goyal explique que la méthode est actuellement destinée aux études épidémiologiques, pour caractériser les plasmides bactériens et comprendre la propagation de la résistance aux antibiotiques. Il pourrait par exemple être pertinent d’examiner combien de nouveau-nés dans un service hospitalier sont porteurs de bactéries avec des gènes de résistance. À long terme, il pourrait également être utilisé pour le diagnostic.
« Nous avons commencé à développer la méthode pour les laboratoires aux ressources limitées, mais n’importe quel laboratoire de microbiologie peut effectuer cette analyse de plasmide et obtenir des résultats pertinents. En plus de trouver des gènes de résistance sur des plasmides, la méthode peut également être utilisée pour déterminer la taille et le nombre des plasmides dans un échantillon. Notre méthode est simple et plus rapide que les autres méthodes, ce qui peut également être utile dans les laboratoires de microbiologie modernes des pays à revenu élevé », déclare Fredrik Westerlund.
La recherche a été publiée dans Rapports scientifiques.
Gaurav Goyal et al, Un simple test de coupe et d’étirement pour détecter les gènes de résistance aux antimicrobiens sur les plasmides bactériens par microscopie à fluorescence à molécule unique, Rapports scientifiques (2022). DOI : 10.1038/s41598-022-13315-w