Un procédé innovant pour détecter plus rapidement les bactéries

Par Cécile Pérol / Publié le 12 juin 2015

Des chercheurs du Laboratoire de chimie bactérienne (CNRS/Aix-Marseille Université), de l’Institut de chimie des substances naturelles (CNRS) et de l’Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (CNRS/Université Paris-Sud) proposent une nouvelle approche permettant de détecter plus rapidement des bactéries pathogènes en les concentrant. Un procédé innovant primordial dans de nombreux secteurs tels que l’agroalimentaire ou la cosmétique.

Lorsqu’elles sont présentes dans un produit, les bactéries pathogènes le sont en très faible quantité. Il est donc nécessaire qu’elles se multiplient avant de pouvoir les détecter et les identifier. Cette étape de pré-enrichissement, qui a lieu lors de la procédure de contrôle qualité microbiologique, dure entre 18 et 24 heures et constitue un facteur limitant, pour la libération des lots de produits frais périssables par exemple. De nombreuses équipes de recherche travaillent donc à en réduire la durée.

Des lots commercialisables dans la journée

Des chercheurs du Laboratoire de chimie bactérienne (CNRS/Aix-Marseille Université), de l’Institut de chimie des substances naturelles (CNRS) et de l’Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (CNRS/Université Paris-Sud) ont mis au point une méthode innovante qui permet de réduire la durée de cette étape à cinq heures en concentrant les bactéries (E. coli) présentes dans l’échantillon.

Pour ce faire, ils ont utilisé un principe simple de marquage des bactéries à Gram négatif cultivables(1), développé dès 2012 : offrir aux bactéries un sucre synthétique imitant un sucre naturellement présent à leur surface. Les bactéries cultivables vont assimiler le sucre qui va se retrouver exclusivement sur leurs membranes. Elles sont ainsi « étiquetées ». Ensuite, les chercheurs ont pu greffer, par chimie click(2), des billes magnétiques aux bactéries devenues reconnaissables : avec un simple aimant, il est désormais possible de concentrer les bactéries marquées.

Les résultats montrent que cette méthode permet de détecter spécifiquement les bactéries cultivables d’intérêt, même en présence de bactéries mortes ou d’autres organismes. Les chercheurs ont pu collecter autour de l’aimant plus de 90% des bactéries ciblées tout en les concentrant plus de mille fois, et ce dans un temps réduit. Ce procédé innovant, qui permettra de libérer des lots à commercialiser dans la journée va être exploité par la startup Click4Tag,

Une start up pour exploiter ces résultats

Il reste maintenant à adapter la méthodologie à des échantillons de plus grand volume et d’autres bactéries. L’objectif pour la start-up Click4Tag est d’optimiser et de commercialiser le procédé d’ici environ deux ans. En plus d’être un outil pour les biologistes travaillant dans les laboratoires de recherche académique, cette technologie, une fois validée par des organismes agréés, pourra être utilisée dans le contrôle qualité microbiologique afin de libérer les marchandises à commercialiser le jour même de leur production.

Ces travaux ont bénéficié du soutien financier de la SATT Sud-Est et de la Fondation pour la recherche médicale. Ils sont décrits dans la revue PLOS ONE du 10 juin 2015.


Superposition des images en contraste de phase (visualisation des billes en gris) et en fluorescence (visualisation d’une bactérie Escherichia coli en vert). La bactérie est immobilisée sur une bille. © Emilie Fugier

Notes :

1. Le terme « bactéries cultivables » désigne les bactéries vivantes et capables de se développer. Leur présence dans un échantillon peut être dangereuse. Les pathogènes tels que Escherichia coli ou Salmonella typhimurium sont des bactéries de type Gram négatif.

2. Méthode innovante en chimie développée en 2001. Il s’agit d’une chimie d’assemblage qui permet de combiner deux molécules de manière très efficace. Ces réactions sont robustes et biocompatibles.

Click4tag est le résultat de la valorisation de travaux de recherche menés par Sam Dukan de l’Institut de microbiologie de la Méditerranée (CNRS/Aix-Marseille Université) et du Laboratoire de chimie bactérienne (CNRS/Aix-Marseille Université) et de Boris Vauzeilles de l’Institut de chimie des substances naturelles (CNRS) et de l’Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (CNRS/Université Paris-Sud). Mis à disposition par le CNRS, Sam Dukan est aujourd’hui le président de la start-up. Boris Vauzeilles exerce son concours scientifique auprès de Click4Tag.

Référence
Rapid and specific enrichment of culturable Gram negative bacteria using non-lethal copper-free click chemistry coupled with magnetic beads separation ; Emilie Fugier, Audrey Dumont, Annie Malleron, Enora Poquet, Jordi Mas Pons, Aurélie Baron, Boris Vauzeilles, Sam Dukan ; PLOS ONE ; 10 juin 2015 - http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0127700

Dernière modification le 15 juin 2015