Un test de contamination par microorganismes fiable et rapide
Publié par Isabelle le 08/09/2018 à 12:00
Source: © Union européenne, [2018] / CORDIS

© rqmicro
Les maladies d'origine alimentaire et hydrique sont un sujet de préoccupation commun à l'ensemble des pays du monde. Pour détecter les bactéries nocives, des centaines de millions d'échantillons d'eau, de boissons et d'aliments doivent être testés chaque année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.).

Les agents pathogènes comme Legionella, Pseudomonas, Giardia / Cryptosporidium, Salmonella, Campylobacter et E. coli pathogène (Le terme pathogène (du grec παθογ?νεια ! « naissance de la douleur ») signifie : qui entraîne une maladie. Les germes pathogènes ou les...) sont des causes majeures des maladies humaines, entraînant ainsi d'importantes pertes économiques. Toutefois, les délais de traitement sont coûteux, car les tests de référence actuels basés sur la culture (La Culture est une civilisation pan-galactique inventée par Iain M. Banks au travers de ses romans et nouvelles de science-fiction. Décrite avec beaucoup de précision et de détail, La Culture...) nécessitent de plusieurs jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le...) à deux semaines pour obtenir un résultat.

Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) Horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou situation. Ce concept simple se décline en physique, philosophie, littérature, et bien d'autres domaines :) 2020 CellCount, financé par l'UE, a relevé ces défis en développant une plate-forme révolutionnaire de test microbiologique intégrant un instrument et des kits de détection jetables. Elle repose sur deux principes essentiels: la séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans plusieurs...) immunomagnétique (SIM) pour isoler et concentrer les cellules pathogènes et la cytométrie en flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus...) (CMF) pour la détection et le comptage.

L'instrument CellCount est un appareil de paillasse automatisé qui fonctionne en une étape. Sa mobilité permet des analyses sur site et des contre-mesures efficaces sont possibles grâce à des résultats rapides. "Doté d'une résolution et d'une précision augmentées, le CellCount permet un temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de réponse inférieur à une heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences (« heure solaire »...) avec un besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes...) de formation de l'opérateur (Le mot opérateur est employé dans les domaines :) minimum grâce à sa facilité d'utilisation et à sa portabilité (Selon le contexte, le mot portabilité peut avoir plusieurs significations :)", déclare le Dr Hans-Anton Keserue, coordinateur du projet.

Une détection rapide

La méthode SIM lie les particules magnétiques à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure,...) des organismes cibles et les sépare de la flore (La flore est l'ensemble des espèces végétales présentes dans un espace géographique ou un écosystème déterminé (par opposition...) en appliquant un champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la...) externe. Les éléments de base du SIM intègrent les réactifs de test de détection rapide (anticorps et nanoparticules magnétiques) pour des agents pathogènes spécifiques, les cartouches microfluidiques (contenant un laboratoire sur puce) pour la séparation et l'instrument pour automatiser le processus.

Les anticorps pour un agent pathogène spécifique sont liés aux nanoparticules magnétiques et contenus dans le test de détection rapide. De plus, les cellules sont colorées par des marqueurs fluorescents pour indiquer leur présence et leur viabilité. Le Dr Keserue affirme: "L'analyse de l'échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :) au niveau de la cellule unique et la distinction entre cellules viables et cellules mortes font du système de test CellCount la nouvelle référence en matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état...) de détection et de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) de la qualité des agents pathogènes."

Les réactifs de test de détection rapide sont mélangés à l'échantillon d'eau ou d'aliment prétraité et les organismes cibles sont marqués magnétiquement. "De par sa conception, la cartouche microfluidique (La microfluidique est la science et la technologie des systèmes manipulant des fluides et dont au moins l'une des dimensions caractéristiques...) SIM se manipule comme une plaque à microalvéoles commune où l'échantillon est transmis directement par pipette (En chimie, une pipette est un outil qui sert à prélever une solution. Elle est en forme de tube plus ou moins fin (pipettes graduées) parfois élargi en son milieu (pipettes jaugées). Elle peut...) dans l'alvéole correspondante sur la cartouche. La cartouche est ensuite insérée dans l'instrument où, sous un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique statique (Le mot statique peut désigner ou qualifier ce qui est relatif à l'absence de mouvement. Il peut être employé comme :) externe, le SIM est effectué en dirigeant les solutions à travers les canaux microfluidiques", explique le Dr Keserue.


Après une étape de filtration, l'échantillon est remis en suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de particule. En géomorphologie, la suspension est un mode de transport des sédiments....) dans un petit volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) de tampon et deux types d'anticorps spécifiques, produits par rqmicro, sont ajoutés.

Un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation aussi appelée mélange. Les...) contient des anticorps liés à des particules magnétiques. Ils se lieront aux cellules cibles et permettront ainsi la séparation immunomagnétique. Le second mélange contient des anticorps liés à un colorant (Un colorant est une substance utilisée pour apporter une couleur à un objet à teinter.) fluorescent qui permet une quantification avec un cytomètre en flux standard après la séparation immunomagnétique.

Pendant la séparation immunomagnétique, un aimant est abaissé et immobilise ainsi les cellules cibles qui sont liées aux particules magnétiques. Dans le même temps, plus de 95% de la flore concurrente, à l'origine présente dans l'échantillon, est dirigée vers la fraction de déchets. En raison d'une étape de lavage, la pureté de l'échantillon atteint 99%.

Facilité d'utilisation

Les cartouches microfluidiques sont conçues comme des consommables à usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) unique, comme les plaques à microalvéoles standards, aussi CellCount inclut un module CMF (En informatique, CMF signifie plateforme de gestionnaire de contenu (en anglais, Content Management Framework).) adapté fonctionnant avec des cartouches à usage unique. "La manipulation des échantillons s'en trouve radicalement simplifiée, sans compter que l'instrument ne nécessite aucun entretien. Par conséquent, la détection CMF de cellule unique permet d'obtenir rapidement des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) fiables et hautement résolues", conclut le Dr Keserue.

CellCount sera inestimable dans les domaines d'activités où la sécurité de l'eau est essentielle – hôpitaux, fabricants de systèmes de purification d'eau, stations d'épuration ou encore fabricants d'eau en bouteille, hôtels, navires de croisière et exploitants de tours de refroidissement. En outre, le test CellCount rapide et économique aidera l'UE à devenir leader dans les technologies de surveillance de la contamination microbiologique dans l'eau, les boissons et les aliments.


Pour plus d'information voir: projet CellCount
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