Comment CHROMagar™ a révolutionné l'identification des microbes ?

 « Comment CHROMagar™ a révolutionné l'identification des microbes », source ASM News.

Il y a 40 ans, le Dr Alain Rambach a inventé les milieux chromogènes, qui peuvent être la méthode microbiologique la plus largement utilisée et la plus percutante pour l'identification d'une large section transversale de microbes invisibles, y compris ceux importants pour le monde médical. Comme beaucoup de scientifiques, Rambach a pris une idée, une petite graine d'intuition, et l'a nourrie à travers diverses épreuves et tribulations jusqu'à ce que son rêve se réalise. Sa gélose chromogène originale a été développée en une ligne complète de produits CHROMagar™ et a engendré une industrie de concurrents. Grâce à une série de conversations avec Rambach, nous avons appris comment sa carrière en sciences biologiques a évolué et comment il a développé sa gélose chromogène, qui a eu un grand impact sur le domaine de la microbiologie clinique au cours des 25 dernières années.

Le Dr Alain Rambach

Des mathématiques au génie génétique

Vous serez peut-être surpris d'apprendre qu'à sa sortie de l'École polytechnique de France en 1965, Alain Rambach était titulaire d'un diplôme en mathématiques et non de biologie. En fait, Rambach lui-même vous dira qu'il avait peu de connaissances en biologie, ne sachant que ce qu'il avait lu dans les manuels d'auteurs comme Joël de Rosnay et James Watson. Le destin l'a voulu, Rambach a rejoint l'Institut Pasteur en 1967 et a commencé à travailler sur son doctorat en génétique bactérienne aux côtés du scientifique lauréat du prix Nobel, François Jacob.

Les travaux de Rambach se sont concentrés sur le bactériophage lambda de Escherichia coli, qui allait devenir un élément essentiel de son travail au cours des 50 prochaines années. Après la soutenance de sa thèse, Rambach raconte qu'au début de 1973, il expliqua ses futurs objectifs de recherche à son équipe de parrainage en dessinant l'ADN sur un tableau noir à l'aide de 2 couleurs de craie: craie bleue pour la structure existante et craie orange pour l'insertion hypothétique du nouvel ADN. Cette vision de la manipulation génétique, selon Rambach, était un concept nouveau et quelque peu controversé à l'époque.

Réunion des esprits

Après avoir passé un an (1973-1974) à travailler sur la modification génétique du bactériophage lambda de E. coli pour en faire un vecteur de clonage de l'ADN, Rambach a terminé un stage de postdoc en biochimie à l'Université de Stanford et est retourné à l'Institut Pasteur en 1978. Il a été nommé à l'unité de génie génétique, où il s'est concentré sur le diagnostic médical des infections bactériennes, en particulier les infections causées par des organismes appartenant à l'ordre des Enterobacterales.

C'est dans l'unité de génie génétique que Rambach a rencontré le Dr Jean Buissière, un médecin militaire qui terminait 2 ans de formation en diagnostic des maladies infectieuses à côté de lui. Les travaux de Buissiere se sont concentrés sur la manière dont les chromophores, la partie d’une molécule responsable de la couleur que nous voyons, pourraient être utilisés pour identifier les bactéries. Dans une courte autobiographie, Rambach se souvient de Buissière en lui apprenant l'idée fondamentale qu'en « caractérisant l'équipement enzymatique des bactéries, il était possible d'obtenir une identification bactérienne ». En 1976, par exemple, Kilian et Bulow ont découvert que l'enzyme bêta-glucuronidase est fortement associée à Escherichia coli, et en fait confinée à Escherichia coli. Étant donné qu'environ 95% des souches de E. coli démontrent cette activité enzymatique, la détection de la présence ou de l'absence indique si E. coli lui-même est présent. Une façon de tester facilement l'activité bêta-glucuronidase est de rechercher la production d'un chromophore jaune hydrolysé à partir d'un substrat synthétique.

Alors que la plupart de ce type de recherche était effectué dans des tubes de bouillon liquide avec des cultures pures de bactéries, Rambach a pensé qu'il serait avantageux de mettre le procédé dans des milieux solides. Il a émis l'hypothèse que s'il utilisait un chromophore tel que l'indoxyl, qui ne se diffuse pas facilement comme les substances qui étaient utilisées dans la culture en bouillon à l'époque, il serait possible d'identifier divers types de bactéries par la couleur de leurs colonies, même lors de l'analyse de cultures complexes provenant de sources telles que des échantillons cliniques ou des aliments. La science derrière l'idée fonctionne comme ceci:

1. Le milieu contient des molécules appelées chromogènes. Une molécule de chromogène se compose d'un substrat (la ‘clé’ d'un ‘verrou’ enzymatique spécifique), ainsi que d'un chromophore. Le chromogène est incolore car le chromophore n'absorbe pas la lumière visible lorsqu'il est conjugué au substrat.

2. Lorsqu'un organisme bactérien ayant une activité enzymatique spécifique entre en contact avec la molécule de chromogène, cette enzyme clive la molécule de chromogène, libérant le chromophore.

3. Lorsque le chromophore n'est pas conjugué, sa couleur devient visible. En utilisant un chromophore qui ne se diffuse pas facilement dans le milieu environnant, la couleur reste concentrée dans la zone où la colonie bactérienne avec l'activité enzymatique cible s'est développée. Ainsi, la colonie prend elle-même la couleur du chromophore.

Encouragé par Buissière, Rambach a décidé de créer lui-même ce milieu.

A suivre cette passionnante aventure qui se poursuit en lisant la suite de cet article ...