Des chercheurs de la Kansas State University développe un nouvel essai rapide de détection des E. coli producteurs de shigatoxines

Les chercheurs de la Kansas State University, qui ont aidé à mettre au point une méthode plus rapide et plus efficace de détecter E. coli producteurs de shigatoxines dans la viande hachée bovine, comprennent Colin Stoy, technicien Lance Noll, scientifique principal, Elizabeth Porter, chef de laboratoire, Jianfa Bai, professeur de recherche et développement moléculaire, Yin Wang, doctorante en pathobiologie, Junsheng Dong, chercheur invité, Nanyan Lu, bioinformaticien, Cong Zhu, pré-docteur en médecine vétérinaire et Xuming Liu, professeur adjoint de recherche.

Les membres du corps professoral du Kansas State University College of Veterinary Medicine ont mis au point une méthode plus rapide et plus efficace pour détecter la production de E. coli producteurs de shigatoxines ou STEC, dans la viande hachée bovine, ce qui provoque souvent des rappels de viande hachée bovine et de légumes.

« La détection traditionnelle des STEC, qui nécessite une isolation et une caractérisation bactériennes, ne se prête pas aux paramètres à haut débit et nécessite souvent une semaine pour obtenir un résultat définitif », a déclaré Jianfa Bai, responsable de la recherche et du développement moléculaires au Kansas State Veterinary Diagnostic Laboratory.

La nouvelle méthode développée par Bai et ses collègues ne nécessite qu'une journée pour obtenir des résultats de confirmation en utilisant une méthode brevetée par la Kansas State University avec un système multicanaux de réaction en chaîne par polymérase numérique basé sur une partition de l'échantillon.

« Nous pensons que la nouvelle méthode numérique de détection par la réaction en chaîne par polymérase développée dans cette étude sera largement utilisée dans les services d'inspection et de sécurité des aliments pour la détection et la confirmation rapides des STEC et d'autres pathogènes d'origine alimentaire », a déclaré Jamie Henningson, directeur du Kansas State Veterinary Diagnostic. Laboratoire.

Lorsqu'il est ingéré par des aliments comme la viande hachée bovine et les légumes, le STEC peut provoquer des maladies avec des symptômes tels que des douleurs abdominales et de la diarrhée. Certaines maladies causées par les STEC peuvent entraîner une insuffisance rénale et mettre la vie en danger.

« Certaines souches de E. coli ne produisent pas de shigatoxines et n'affectent donc pas autant la santé humaine », a déclaré Xuming Liu, professeur adjoint de recherche. « Parce que les excréments de bovins et la viande hachée bovine peuvent contenir des E. coli inoffensifs ou moins pathogènes que le STEC, la réaction en chaîne par polymérase la plus couramment utilisée ne peut pas identifier les souches de E. coli pathogènes dans une matrice d'échantillon complexe. »

Le nouveau test numérique de réaction en chaîne par polymérase a été développé pour la recherche et les inspections en sécurité des aliments qui nécessitent un délai d'exécution plus court et un débit élevé, sans sacrifier la précision de détection.

« Bien que la méthode d'analyse couramment utilisée actuellement soit considérée comme la méthode de référence, elle est fastidieuse et nécessite plusieurs jours pour obtenir des résultats qui différencient adéquatement les bactéries », a déclaré Gary Anderson, directeur de l'International Animal Health and Food Safety Institute au Campus K-State Olathe.

L'étude « Single cell-based digital PCR detection and association of Shiga toxin-producing E. coli serogroups and major virulence genes » (Détection par PCR numérique d'une cellule unique et en association avec les sérogroupes des E. coli producteurs de shigatoxines et des principaux gènes de virulence), qui décrit la conception et les résultats de l'essai a été publiée dans le Journal of Clinical Microbiology.

Un appareil portable ouvre la voie à une meilleure détection des maladies d'origine alimentaire

« Un appareil portable ouvre la voie à une meilleure détection des maladies d'origine alimentaire », source communiqué de l'Université Perdue.

La technologie s'associe aux smartphones et aux ordinateurs portables pour produire des résultats.

Dispositif portable créé par des chercheurs de Perdue

Des chercheurs de l'Université Purdue ont travaillé à développer de nouvelles technologies pour aider à stopper la propagation des maladies d'origine alimentaire, qui tuent 3 000 personnes par an (aux Etats-Unis -aa), en les détectant plus efficacement. Ils ont développé un test basé sur la bioluminescence couplé à un appareil portable qui fonctionne avec un smartphone et un ordinateur portable pour effectuer des tests sur place pour la détection des E. coli dangereux dans les prélèvements d'aliments.

Le dispositif comprend un photomultiplicateur au silicium (SiPM) qui utilise une faible lumière provenant du dosage bioluminescent pour détecter la présence de bactéries qui causent des maladies d'origine alimentaire dans des prélèvements d'aliments. L'équipe de Purdue a également créé un circuit électrique avec un amplificateur, un comparateur et un microcontrôleur pour envoyer les données à des ordinateurs portables et smartphones via la technologie Bluetooth. Ils ont utilisé l'impression 3D pour concevoir un support portable pour le SiPM. L'étudeest publiée dans l'édition de janvier de Applied Optics.

« Notre objectif est de créer une technologie et un processus qui permettent la détection rentable des causes des maladies d'origine alimentaire à l'aide d'un processus simple, rapide et efficace », a déclaré Euiwon Bae, chercheur en génie mécanique au Purdue's College of Engineering. , qui a développé la technologie avec Bruce Applegate, professeur de science alimentaire au Purdue's College of Agriculture. « Ce délai permet une meilleure détection intégrée et une action plus rapide pour prévenir davantage de personnes de tomber malades. »

Pour illustrer la preuve du concept, l'équipe de Purdue a testé l'appareil avec des échantillons de viande hachée bovine contaminés artificiellement. Ils ont innoculé E. coli dans les échantillons de viande hachée bovine puis ont utilisé leur appareil pour analyser l'échantillon dans les 10 heures suivant l'inoculation.

La viande bovine est rincée et incubée avec un liquide d'enrichissement contenant un phage modifié, un virus pour les bactéries. Le phage infecte ensuite les bactéries d'origine alimentaire dangereuses de sorte que lorsqu'un substrat est ajouté, les bactéries émettent de la lumière, qui est détectée par le SiPM. L'appareil est capable de compter les impulsions lumineuses ou les photons.

« Notre test offre une sensibilité plus élevée, un coût inférieur, une meilleure portabilité et d'autres avantages distincts par rapport aux méthodes de détection existantes », a déclaré Applegate.

Le phage spécial utilisé avec la technologie des smartphones a été développé par Applegate et est commercialisé par Phicrobe, une startup affiliée à l'Université Purdue fondée par Applegate.

Des scientifiques identifient des bactéries pathogènes par la détection de leur ADN avec un coût très faible

Annonce : S’agissant de l’information à propos des rappels de produits alimentaires, pour le moment, il ne faut pas faire confiance à nos autorités sanitaires (Ministère de l’agriculture et DGCCRF). Ces deux entités ont fait et font toujours preuve d’une incroyable légèreté et d’un manque d’informations fiables vis-à-vis des consommateurs avec comme corollaire une absence de transparence en matière de sécurité des aliments.

« Des chercheurs rapportent qu'une méthode peu coûteuse pourrait changer l'approche des investigations sur les intoxications alimentaires », source Food Safety News et un communiqué de l’Université de Copenhague.

Des chercheurs disent qu'ils croient avoir trouvé une méthode bon marché pour identifier les bactéries en quelques heures sur un appareil de la taille d'un téléphone mobile.

La méthode d'identification bactérienne, appelée ON-rep-seq, examine des fragments spécifiques de la souche du génome bactérien, permettant des résultats qui nécessitaient auparavant un séquençage de l'ADN du génome bactérien complet.

Dispositif MinION (à droite) séquençant les fragments génomiques bactériens selon la méthode ON-rep-seq. Ici, l'appareil est couplé à un MinIT pour l'acquisition de données (à gauche) et contrôlé par un téléphone intelligent.

La méthode illustre également des résultats plus rapides que des approches telles que l'électrophorèse en champ pulsé (PFGE), qui avait été la norme de référence pour le typage de la souche de micro-organismes, selon l'équipe de recherche danoise.

L'équipe a déclaré que la méthode pourrait changer l'approche utilisée pour enquêter sur les éclosions de maladies infectieuses d'origine alimentaire en rendant l'analyse plus rapide et moins coûteuse. Elle est basée sur le séquençage par des nanopores, qui est une approche de séquençage d'ADN en temps réel. ON-rep-seq ne peut pas distinguer les souches qui diffèrent uniquement du polymorphisme d’un nucléotide (SNP), ont rapporté les chercheurs.

« Notre nouvelle méthode permet d'identifier et de typer des centaines d'échantillons en moins de deux heures, et nous nous attendons à ce que cela soit même réduit en temps réel dans un court laps de temps », a déclaré Lukasz Krych, professeur agrégé au département sciences des aliments de l'Université de Copenhague.

La méthode utilise un dispositif de séquençage de l'ADN

Malgré les développements des méthodes indépendantes de la culture pour détecter les micro-organismes, les méthodes basées sur la culture restent importantes en microbiologie et en particulier dans les investigations sur les maladies infectieuses d'origine alimentaire. Actuellement, la détection et l'identification bactériennes basées sur l'ADN bactérien nécessitent une instrumentation coûteuse et des heures de travail par des spécialistes qualifiés. S'il y a une épidémie présumée à Salmonella, pour localiser son origine, les enquêteurs doivent analyser de nombreux échantillons et l'analyse doit être précise pour distinguer une souche bactérienne d'une autre.

Le plus petit séquenceur d'Oxford Nanopore Technologies, appelé MinION, est un appareil portable alimenté par un port USB qui est devenu disponible sur le marché en 2015. Malgré la révolution du séquençage de l'ADN du système proposé, les données générées ne sont pas parfaites en raison d'erreurs du séquençage et d'analyse qui sont restés relativement chères.

Les scientifiques du département de la science des aliments de l'Université de Copenhague disent qu'ils ont trouvé un moyen d'utiliser cette technologie pour analyser des centaines de bactéries à la fois, réduisant les coûts à moins de 2 dollars par bactérie, tout en augmentant la précision à plus de 99%. La préparation d'une bibliothèque d'ADN pour 96 isolats prend moins de cinq heures, selon l'étude publiée dans la revue Communications Biology.

Retrouvez rapidement des bactéries pathogènes

Le projet de recherche a été réalisé avec la société polonaise GenXone S.A., qui a aidé à mettre en place un pipeline bio-informatique pour effectuer l'analyse des données de séquençage.

« Notre méthode peut être utilisée à la fois dans le domaine de la sécurité des aliments, où vous pouvez retrouver rapidement des bactéries pathogènes ou bénéfiques pour la santé, mais aussi dans le secteur de la santé, où vous pourrez effectuer certaines analyses que vous ne considérez même pas aujourd'hui en raison de le prix et le temps de l'analyse traditionnelle », a déclaré Josue Leonardo Castro Mejia, chercheur sur l'étude.

Après la préparation des échantillons, le dispositif MinION est chargé avec des fragments génomiques pour l'identification des souches bactériennes à partir de centaines d'isolats bactériens. À gauche: Lukasz Krych, professeur agrégé et Josue L. Castro Mejia, postdoc, tous deux du Département de la science des aliments de l'Université de Copenhague.

La méthode a été testée sur 38 espèces bactériennes différentes et trois groupes au niveau de la souche identifiant toutes les bactéries jusqu'au niveau de l'espèce et les souches discriminantes avec une sensibilité similaire à une approche basée sur le séquençage du génome complet (WGS).

Plusieurs entreprises le testent dans leurs systèmes pour établir des programmes de dépistage rapide.

Cinq souches de Listeria monocytogenes, quatre de Salmonella (trois sérovar de Typhimurium et une Oranienburg) et deux souches de Bacillus cereus ont été utilisées pour la discrimination au niveau de la souche.

La méthode d'enrichissement d'ADN combine une version optimisée de la techique de PCR de séquences répétées de l’ADN (Rep-PCR) avec deux étapes consécutives Rep-PCR-2 au cours desquelles des codes-barres spécifiques à l'échantillon sont incorporés. La version modifiée de la Rep-PCR permet une amplification reproductible suivie d'une étape Rep-PCR-2 en deux étapes permettant le marquage de jusqu'à 96 échantillons en une seule réaction.

Des renifleurs de Clostidium difficile: Des chiens traqueurs d’odeurs aident les hôpitaux à trouver ces superbactéries

« Des renifleurs de Clostidium difficile: Des chiens traqueurs d’odeurs aident les hôpitaux à trouver ces superbactéries », source CIDRAP News.

Angus, un springer anglais âgé de 5 ans, ne connaît pas les ravages que peut causer Clostridioides difficile. Mais il sait que lorsqu'il trouvera l'odeur de la bactérie mortelle à l'Hôpital général de Vancouver, il obtiendra une récompense.

« Une seule odeur au monde est importante pour lui, et c'est C. difficile », déclare sa maîtresse, Teresa Zurberg.

Angus et Zurberg, qui travaillent à la qualité et la sécurité des patients à l'hôpital, font partie d'un programme de détection des odeurs chez le chien initié en 2016 pour détecter C. difficile sur les équipements et les surfaces environnementales de l'hôpital. Lorsque Angus détecte l'agent pathogène causant la diarrhée dans un poste de soins infirmiers ou dans un couloir, son reniflement devient plus intense. Si Angus s'assoit, se couche ou commence à faire les cent pas, Zurberg sait qu'il a trouvé ce qu'il cherchait.

Et puis Angus est payé.

« Tout est un jeu », dit Zurberg. « Angus sait que s'il trouve cette odeur, il obtient ce qu'il veut vraiment, à savoir le jouet dans ma poche arrière ou la friandise dans ma main. »

Sur la piste de Clostridium difficile

C'est peut-être un jeu pour Angus, mais pour les hôpitaux, C. difficile est une faire sérieuse. Liées à l'utilisation croissante des antibiotiques à large spectre, capables d'éliminer les bactéries intestinales normales du patient et de permettre à des bactéries de se multiplier et de produire des toxines qui enflamment le côlon, les infections à C. difficile sont la principale cause de diarrhée d'origine hospitalière dans le monde.

Les Centers for Disease Control and Prevention estiment que C. difficile cause chaque année plus de 450 000 infections dans les hôpitaux américains, est associé à plus de 29 000 décès et coûte au système de santé américain près de 5 milliards de dollars.

Photos de Vancouver Coastal Health

L'une des principales raisons pour lesquelles C. difficile est devenu un tel fardeau pour les hôpitaux, c'est qu'il se transmet facilement - généralement par contact entre patients malades et personnel de santé - et qu'il est très difficile de s'en débarrasser.

« C. difficile est particulièrement problématique car il peut produire des spores et peut persister dans l'environnement pendant de longues périodes. Il est récalcitrant pour bon nombre de nos désinfectants hospitaliers et les procédures de désinfection », a dit Elizabeth Bryce, clinicien à l'hôpital. et directeur du contrôle des infections au Vancouver Coastal Health, l'autorité sanitaire régionale. « C'est particulièrement problématique quand un patient l'acquiert, car bien que vous puissiez avoir des cas bénins, vous pouvez aussi attraper une maladie potentiellement mortelle. Il est donc de notre devoir, pour le bien de nos patients, de faire quelque chose à ce sujet. »

Zurberg, qui forme des chiens détecteurs de stupéfiants et de bombes depuis des années, sait à quel point C. difficile peut être dangereux. Il y a six ans, elle a contracté l'infection à C. difficile après avoir été traitée pour une blessure à la jambe avec de fortes doses d'antibiotiques par voie intraveineuse. « J’ai perdu environ 10 kg en une semaine… et depuis ce jour, j’ai encore des effets durables de C. difficile », dit-elle.

Environ un an après cette expérience, le mari de Zurberg, qui travaille également au Vancouver General Hospital, lui a présenté un article sur un chien dans un hôpital néerlandais qui avait été formé à la détection de C. difficile chez des patients. C'est alors qu'ils ont eu l'idée de former des chiens à la détection de l'agent pathogène présent dans l'environnement et de le présenter à l'équipe de direction de l'hôpital.

« Nous étions intrigués, tant au département de la sécurité des patients qu'au sein de notre division de contrôle des infections », a déclaré Bryce. « Nous avons pensé que cela en valait la peine. »

Une fois par mois, Zurberg et Angus, ainsi qu'un autre chien détecteur d'odeurs, Dodger, et son entraîneur, Jaime Knowles, effectuent des recherches dans toutes les unités cliniques et les zones de l'hôpital, en se concentrant sur les zones les plus à risque pour C. difficile, et ceux avec de nouveaux cas. Ils commencent par une évaluation du contrôle qualité, en utilisant des tampons parfumés cachés avec des échantillons ou des cultures de selles positifs à C. difficile et des tampons parfumés avec des échantillons négatifs.

« Nous voulons nous assurer qu'ils sont sur la bonne voie et sur les odeurs », a déclaré Bryce. « Nous devons nous assurer, dans la petite zone qu'ils recherchent, qu'ils ont détecté le positif mais pas le négatif. »

Ensuite, les chiens et leurs maîtres se dirigent vers le reste de l'hôpital, accompagnés par un membre du personnel des services de nettoyage de l'environnement. Une fois que les chiens ont trouvé l'odeur et alertent leurs maîtres, l'article ou la zone est nettoyé et désinfecté avec du peroxyde d'hydrogène et de la lumière UV-C.

« Nous nous occupons de tout dans l'instant », dit Zurberg.

Contamination dans des endroits inattendus

Comme le montre une étude récente publiée dans le Canadian Journal of Infection Control, les capacités de détection des odeurs d’Angus et Dodger ont aidé le personnel du Vancouver General Hospital à mieux comprendre où se cachait C. difficile à l’hôpital et comment il se répandait vers ces endroits.

Ils ont notamment appris que les chambres des patients ne constituaient pas le seul réservoir de l'agent pathogène dans l'environnement.

Angus au travail

Sur une période de 18 mois, une équipe de recherche comprenant Bryce et Zurberg a découvert que, sur 391 alertes positives d'Angus et Dodger (sur 659 recherches), 321 (82,1%) étaient en milieu hospitalier, principalement sur les articles dans le couloir. Plus de la moitié des réponses dans l'environnement général (192/321, 59,8%) concernaient des articles presque exclusivement manipulés par le personnel de santé, tels que des chariots, des équipements permettant de mesurer et de surveiller les signes vitaux du patient et des casiers réservés au personnel. Des alertes ont également eu lieu dans des zones partagées avec le public, notamment des salles d'attente et des toilettes.

« Ce sont des zones où plusieurs personnes touchent plusieurs choses. Elles ont donc le contact le plus élevé avec les mains… des mains du personnel de santé, des patients et des visiteurs », a déclaré Bryce.

« Cette étude a montré à quel point C difficile était répandu dans l'environnement », a déclaré Karen Hoffman, actuelle présidente de l’Association for Professionals in Infection Control and Epidemiology.

Pour Bryce et Zurberg, l'un des principaux avantages du programme est qu'il s'agit d'une stratégie de contrôle des infections en temps réel qui met en lumière les problèmes et suscite des discussions immédiates sur les voies de transmission et les stratégies de nettoyage. « La valeur de ce programme est qu'il nous permet, de manière totalement non punitive et sans jugement, de simplement ré-engager tout le monde et d'utiliser un enseignement instantané », a déclaré Bryce.

« Cela montre tout ce que nous avons essayé d'enseigner au personnel, aux patients et à la famille », dit Zurberg. « Quand les gens voient les chiens nous alerter en temps réel ... cela ouvre des voies de communication qui n’étaient peut-être pas là, entame des conversations qui n’auraient peut-être pas été entamées autrement, et rend les gens conscients de leurs pratiques. »

Hoffman affirme que ce type de retour d'information immédiat est crucial, étant donné que d'autres méthodes de détection de C difficile, telles que l'échantillonnage environnemental, prennent beaucoup plus de temps. « Nous avons parfois besoin d’approches originales, car C difficile continue d’être une cause majeure de morbidité et de mortalité dans les établissements de santé. Je pense que tout effort de lutte contre C difficile devrait bénéficier d’une détection de l’environnement en temps réel. »

« Je pense que cela a beaucoup de potentiel pour prévenir la transmission croisée et même pour contrôler les épidémies », a-t-elle ajouté.

Bryce estime que depuis le lancement du programme en 2016, le nombre de cas à C difficile à l'hôpital a été réduit de près de moitié, même si elle prévient que cette réduction pourrait résulter d'une convergence de facteurs.

« Tous ces enseignements immédiats améliorent l'hygiène des mains, les pratiques générales de prévention des infections et l'utilisation appropriée de la barrière de protection, comme les gants », dit-elle.

« Nous sommes donc très prudents en disant que cela est uniquement dû aux chiens. »

Bien que le programme soit basé au Vancouver General, les équipes de détection des odeurs effectuent également des recherches mensuelles dans les autres hôpitaux du Vancouver Coastal Health et ont visité plus de 30 établissements de santé canadiens afin de procéder à des évaluations. Et ils ajoutent un nouveau membre à l’équipe, Rudy, qui vient de passer son test de reconnaissance des odeurs.

Bryce dit que pour l'avenir, ils prévoient de poursuivre leurs recherches pour déterminer exactement ce que les chiens sentent et pour déterminer à quel point leur nez est sensible à l'odeur. Ils veulent aussi développer ce programme.

« Nous sommes vraiment impatients de collaborer avec d'autres hôpitaux », dit-elle.

De la détection de norovirus humains dans les aliments

« Un chercheur présente une méthode pour détecter norovirus dans les aliments », source Food safety News.

Une méthode rapide de détection des norovirus humains dans les aliments a été proposée en Finlande.

Les résultats font partie d'une thèse de doctorat, « Human Noroviruses: Detection in food and new transmission routes », comparant quatre méthodes d'extraction publiées pour la détection de norovirus dans la laitue, le jambon et les baies surgelées.

Maija Summa, une spécialiste en médecine vétérinaire, en santé environnementale et en contrôle des aliments, travaille à l'unité de virologie de l'autorité alimentaire finlandaise (Ruokavirasto).

Les norovirus sont classés en sept génogroupes et les norovirus humains appartiennent aux génogroupes I (GI), II (GII) et IV (GIV).

Défi de détecter les virus dans les aliments

Les norovirus humains sont responsables chaque année d'un grand nombre de cas de gastro-entérite humaine aiguë dans le monde, dans tous les groupes d'âge, et provoquent des maladies d'origine alimentaire dans des pays tels que la Finlande, par des flambées causées par divers vecteurs, notamment de l'eau et des denrées alimentaires contaminées.

Selon les rapports de la Commission européenne, en Europe et en Finlande, les coquillages, les baies, en particulier les framboises congelées, les légumes et les aliments composés, sont les principaux responsables des foyers de norovirus humains.

Dans la plupart des éclosions à norovirus d'origine alimentaire, l'agent responsable est identifié uniquement dans les échantillons de selles de patients et de personnes qui manipulent des aliments et rarement dans les échantillons d'aliments. La détection de virus dans les aliments pose un problème: les virus sont souvent présents dans les échantillons d'aliments à des concentrations faibles.

Selon la thèse, d'autres méthodes de détection des norovirus humains dans les aliments ont été développées, mais beaucoup prennent du temps et la sensibilité a été très variable.

Quatre méthodes comparées

Les quatre méthodes comparées comprenaient l’une basée sur une méthode d’ultrafiltration, un kit commercial NoroCheck IMS basé sur la séparation immunomagnétique, la troisième sur une méthode d’ultracentrifugation et la dernière, une combinaison de deux méthodes basées sur la précipitation au PEG.

Un dispositif basé sur un smartphone peut détecter norovirus

Un nouvel appareil sensible peut détecter des quantités infimes de norovirus dans l’eau. Crédit: American Chemical Society

« Un dispositif basé sur un smartphone peut détecter norovirus, le microbe des ‘navires de croisière’ », information diffusée par Phys.org via l'American Chemical Society.

Rendu infamant par les épidémies sur les navires de croisière, norovirus peut vraiment gâcher des vacances en provoquant de graves vomissements, de la diarrhée et des douleurs à l'estomac.

Mais le virus hautement infectieux peut aussi frapper plus près de chez vous, des épidémies d’origine alimentaire ou hydrique se produisant dans les réseaux d’approvisionnement en eau, les écoles et les restaurants. Aujourd'hui, des chercheurs ont signalé un appareil portable sensible capable de détecter une poignée de particules de norovirus dans l'eau.

Les chercheurs présenteront leurs résultats à la réunion et exposition nationales de l'automne 2019 de l'American Chemical Society (ACS).

« Il suffit d'un très petit nombre de particules de norovirus pour provoquer une infection chez l'homme, nous avons donc besoin d'une méthode de détection très sensible », a déclaré Jeong-Yeol Yoon, qui a dirigé l'équipe.

« En outre, les scientifiques ne sont pas en mesure de cultiver norovirus en laboratoire et les anticorps disponibles contre l'agent pathogène ne sont pas très puissants. »

En conséquence, la détection de très petites quantités de norovirus dans des échantillons d’eau ou d’aliments implique généralement une méthode basée sur la PCR, qui prend plusieurs heures et doit être réalisée dans un laboratoire par du personnel qualifié.

Dans des travaux antérieurs, Yoon et ses collègues de l'Université de l'Arizona ont mis au point un appareil basé sur un smartphone qui pourrait détecter de faibles niveaux de norovirus en mesurant la lumière diffusée par des billes de polystyrène liées au virus dans une puce microfluidique en papier.

« Même si notre limite de détection était vraiment faible, le problème était que le norovirus peut être contagieux à des concentrations encore plus faibles », a déclaré Yoon.

« Lorsque nous avons parlé de ce travail lors de conférences, nous avons reçu le retour suivant: nous devons fournir une méthode encore plus simple permettant de détecter des concentrations de virus beaucoup plus faibles. »

L'équipe est donc retournée au laboratoire et a mis au point une nouvelle approche utilisant la fluorescence, plutôt que la diffusion de la lumière, pour détecter norovirus.

Les chercheurs ont converti un smartphone ordinaire en microscope à fluorescence en fixant un accessoire de microscope optique disponible dans le commerce, une source lumineuse séparée et deux filtres passe-bande.

À un canal de leur puce microfluidique en papier, ils ont ajouté un échantillon d'eau contenant du norovirus. Ensuite, les chercheurs ont ajouté une suspension de billes fluorescentes contenant des anticorps anti-norovirus.

L'action capillaire du papier a provoqué l'écoulement et le mélange des deux liquides. Chaque particule de norovirus se lie à plusieurs perles fluorescentes par l’intermédiaire des anticorps qui leur sont attachés, ce qui provoque l’agrégation des perles et la production d’une image fluorescente beaucoup plus grande.

L’équipe a pris des photos de la puce avec leur microscope à fluorescence sur smartphone et une application a calculé les concentrations de norovirus à partir du nombre de pixels des images.

« La limite de détection la plus basse correspondait à environ 5 ou 6 particules de norovirus par échantillon, donc elle est très proche du niveau de la particule virale unique », a déclaré Yoon. Parce que seulement 10 particules virales peuvent causer des maladies chez l'homme, la nouvelle méthode est suffisamment sensible pour des applications pratiques.

Récemment, Yoon et ses collègues ont rendu le système plus compact et plus portable, en enfermant le microscope à fluorescence, la source de lumière et les filtres optiques dans un boîtier imprimé en 3D. Ils ont également développé une application d'informatique sur un cloud pour analyser les grandes images et renvoyer les résultats au smartphone. En outre, ils ont trouvé un moyen de concentrer les échantillons dans la puce de papier afin d'analyser des volumes d'échantillons beaucoup plus importants.

L’appareil pourrait détecter des quantités infimes de norovirus dans l’eau purifiée et dans les eaux usées récupérées, qui sont très sales. L'eau du robinet, d'autre part, était sujette à l'erreur.

« Nous pensons que le chlore dans l'eau du robinet affecte l'analyse », a déclaré Yoon. « Nous ne pensons pas qu'il soit difficile de traiter l'eau pour éliminer le chlore avant d'appliquer notre méthode. »

Yoon envisage que le personnel des systèmes d’approvisionnement en eau des villes utilise l’appareil et l’application pour détecter la présence de norovirus dans les réserves d’eau. Pour analyser l'utilisation du test sur le terrain, l'équipe collabore avec Kelly Reynolds du même établissement, ainsi qu'avec Tucson Water.

À présent, Yoon et ses collègues s’emploient à utiliser leur smartphone pour diagnostiquer les infections à norovirus chez les patients à un stade plus précoce que ce qui est actuellement possible.

Pour ce faire, ils prévoient d'analyser des prélèvements de selles. « Lorsque norovirus atteint des niveaux détectables par d'autres méthodes, la personne est déjà gravement malade », a déclaré Yoon.

« Mais si nous pouvons détecter le virus plus tôt, ils pourront recevoir des soins médicaux plus rapidement. »

Une détection précoce peut également contribuer à freiner la propagation de la maladie dans des zones isolées et surpeuplées telles que les navires de croisière, où la distinction entre un dérangement gastrique et une infection à norovirus peut guider les efforts de quarantaine ou accélérer le transfert d'un passager au port pour traitement.

Mise à jour du 13 septembre 2019. On lira dans Food Safety News, Researchers develop method to detect low levels of norovirus.

Des bactéries telles que E. coli détectées en quelques minutes par une nouvelle technologie, selon l'Université de Warwick

Un communiqué de l’Université de Warwick du 26 juin 2019 nous informe que « Bacteria such as E. coli detected in minutes by new technology ». Traduction par mes soins -aa.

Des scientifiques de l'Université de Warwick ont montré que les signaux bioélectriques provenant de bactéries peuvent être utilisés pour déterminer rapidement si elles sont vivantes ou mortes.

Les résultats offrent une nouvelle technologie qui détecte les bactéries vivantes en quelques minutes au lieu d'attendre les résultats des analyses de laboratoire qui peuvent prendre des jours.

Lorsque ses bactéries vivantes reçoivent un champ électrique, les bactéries vivantes absorbent les molécules de colorant, ce qui permet de les rendre lumineuses et permet de les dénombrer facilement.

Cette technique rapide permet de détecter les bactéries résistantes aux antibiotiques.

Une découverte effectuée par des chercheurs de la Faculté des sciences de la vie de l’Université de Warwick offre une nouvelle technologie permettant de détecter des bactéries en quelques minutes en « électrifiant » (zapping) les bactéries avec de l’électricité.

Le test de contamination bactérienne dans des échantillons cliniques ou les produits commerciaux prend généralement plusieurs jours. Pendant ce temps, ils peuvent causer des dommages importants; de nombreuses infections peuvent devenir très rapidement une menace pour la vie si elles ne sont pas identifiées et traitées avec des antibiotiques appropriés.

Par exemple, 8% des personnes atteintes d'une septicémie grave d'infection sanguine décèdent pour chaque heure de retard d'un traitement approprié. Les problèmes plus courants tels que les infections des voies urinaires sont difficiles à diagnostiquer et certaines personnes ne peuvent obtenir une réponse claire à propos de leurs symptômes en raison de la difficulté à détecter les infections avec un taux faible. Des études ont révélé que 20 à 30% des infections des voies urinaires ne sont pas détectées par les bandelettes réactives utilisées pour détecter la présence de bactéries dans l'urine.

Des scientifiques de l’Université de Warwick ont ​​découvert que des cellules de bactéries saines et des cellules inhibées par des antibiotiques ou des rayons UV provoquaient des réactions électriques complètement différentes.

Ils ont fait cette découverte en combinant des expériences biologiques, l'ingénierie et la modélisation mathématique. Publiées dans Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS), ces découvertes pourraient conduire à la mise au point de dispositifs médicaux capables de détecter rapidement les cellules bactériennes vivantes, d'évaluer les effets des antibiotiques sur les colonies de bactéries en croissance ou d'identifier différents types de bactéries. de bactéries et révéler des bactéries résistantes aux antibiotiques.

Les chercheurs ont un plan ambitieux pour mettre la technologie sur le marché afin de maximiser le bien social et ont fondé une start-up, Cytecom, pour commercialiser l’idée. La société a reçu une subvention d'Innovate UK, l'agence nationale de financement de l'innovation. Ce soutien gouvernemental accélère le processus et les appareils seront mis à la disposition des chercheurs et des entreprises dans un avenir très proche.

Le Dr Munehiro Asally, professeur adjoint à l'Université de Warwick, a déclaré:

« C'est un moment tellement excitant de travailler sur la bioélectricité des cellules bactériennes. Ce travail démontre que l'électricité bactérienne peut mener à une technologie importante pour la société, tout en permettant de mieux comprendre notre compréhension de base des cellules. L'outil que nous avons développé peut offrir plus d'opportunités en permettant des expériences qu'il était impossible de réaliser auparavant. »

Le docteur James Stratford, Cytecom, entreprise dérivée de la School of Life Sciences et de Warwick, commente:

« Le système que nous avons créé peut produire des résultats similaires au nombre de plaques utilisé dans les tests médicaux et industriels, mais environ 20 fois plus rapide. Cela pourrait sauver la vie de nombreuses personnes et profiter à l'économie en détectant la contamination des processus de fabrication. »

Le Dr Yoshikatsu Hayashi, de l'Université de Reading, commente:

« En utilisant le modèle mathématique largement utilisé en neuroscience, nous avons révélé un mécanisme commun de cellules excitables, cellules de neurones et bactéries, et le modèle neuronal étendu pourrait expliquer deux réactions électriques distinctes de cellules bactériennes saines et malsaines. Étonnamment, un seul paramètre représentant le degré de non-équilibre à travers la membrane était suffisant pour expliquer les réponses distinctes des cellules. C’est une étape importante dans la compréhension de l’origine de la signalisation électrique. »

Comparaison avec les techniques existantes. Cliquez sur l'image pour l'agrandir.