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ARCHIVÉ - Des nanosondes à l'assaut des microbes

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Des sondes minuscules, capables d'identifier rapidement des bactéries dangereuses comme la salmonelle, pourraient accélérer et simplifier le diagnostic de maladies.

Arnold Kell illustre l'usage d'un aimant pour concentrer les bactéries pathogènes dans un échantillon recueilli avec des nanoparticules. Sur l'écran derrière lui, l'image de l'échantillon.

Arnold Kell illustre l'usage d'un aimant pour concentrer les bactéries pathogènes dans un échantillon recueilli avec des nanoparticules. Sur l'écran derrière lui, l'image de l'échantillon.

Depuis cinq ans, les chimistes du CNRC conçoivent des sondes microscopiques ou « nanoparticules » pour identifier plus vite divers microorganismes pathogènes et donner aux épidémiologistes une longueur d'avance sur la maladie.

Un dépistage plus rapide éviterait en effet aux médecins de prescrire inutilement des antibiotiques avant d'obtenir les résultats des méthodes d'analyse, plus anciennes et plus lentes, servant au diagnostic. On pourrait donc freiner la propagation des super bactéries résistantes et mieux protéger les Canadiens, tout en leur épargnant de l'argent.

Les nanosondes

Les nanosondes sont constituées de quelques milliers d'atomes et mesurent un nanomètre (10 ? 9 m) de diamètre. Elles ressemblent à des sphères faites de couches superposées, dont la première est dotée de bras minuscules terminés par un grappin. Les sphères sont assez petites pour rester en suspension plusieurs mois dans un liquide. Pour les tests, on mélange ce liquide avec un échantillon, les sondes n'agrippant que les cellules visées et aucune autre.

Benoît Simard et Arnold Kell se disent « architectes moléculaires ». Ils travaillent avec le biologiste Jamshid Tanha, du CNRC, bâtissant des sondes miniatures qui attrapent, manipulent et identifient rapidement les cellules. L'équipe se concentre sur une brochette de microbes ? bactéries pathogènes ' tels la Salmonelle, qui se propage par les aliments, et Staphylococcus aureus, le microorganisme si redouté des hôpitaux.

« Idéalement, plus une bactérie est dangereuse, plus vite on aimerait l'identifier, soit avant que la situation ne se détériore trop, explique M. Kell. Un diagnostic plus rapide et précis rehaussera la santé des Canadiens et la salubrité des aliments. »

Avant que les chercheurs du CNRC créent des nanosondes, les médecins, les spécialistes de la mécanique des fluides, les chimistes, les physiciens et les microbiologistes ont appris avec peine les concepts et la terminologie de leurs domaines respectifs, puis énoncé les principes scientifiques et un langage communs qui leur permettraient d??uvrer de concert. « Il nous a fallu deux ans pour nous comprendre », avoue en grimaçant M. Simard.

« Plus une bactérie est dangereuse, plus vite on aimerait l'identifier. Un diagnostic plus rapide et précis améliorera la santé des Canadiens et la salubrité des aliments. »

Arnold Kell, CNRC

Depuis, avec M. Kell, il a piloté plusieurs équipes qui ont bâti des nanoparticules spéciales de deux sortes. La première extrait et sépare certains types de cellules, la seconde en reproduit l'image et les fait ressortir, si bien que les laboratoires disposent de nombreux moyens pour les identifier. Désormais, ils combinent les deux types pour en créer d'autres, polyvalentes et plus complexes.

Les techniques de laboratoire actuelles supposent la culture d'échantillons pendant deux jours, jusqu'à obtention de colonies assez grosses pour que le microorganisme pathogène soit identifié. Les nanosondes du CNRC simplifient la procédure, si bien qu'on identifie quelques dizaines de bactéries pathogènes en une heure ou deux.

Les nanosondes simplifient la procédure et permettent d'identifier quelques dizaines de bactéries pathogènes en une heure ou deux.

Les sondes possèdent des aimants si petits qu'ils ne s'attirent pas l'un l'autre. Dans ce que M. Simard appelle un « miracle de la nature », leur taille les prive de leurs propriétés magnétiques, sauf à proximité d'un puissant champ magnétique extérieur. Elles dérivent ainsi librement dans le liquide et capturent les microbes sans se nuire. Pourtant, les techniciens de laboratoire les manipulent aisément ' il suffit de les magnétiser en appuyant un aimant contre la paroi du flacon renfermant l'échantillon. Les cellules pathogènes sont attirées et s'agglomèrent au même endroit, ce qui facilite les tests.

Diagramme illustrant comment les nanoparticules interagissent avec la surface des bactéries pathogènes pour les « marquer ».

Diagramme illustrant comment les nanoparticules interagissent avec la surface des bactéries pathogènes pour les « marquer ». Les bactéries marquées se « magnétisent », ce qui permet de les regrouper avec un simple aimant.

D'autres sondes confirmeront la présence d'une bactérie par fluorescence, c.-à-d. en émettant de la lumière après irradiation. Selon M. Kell, les techniciens identifieront les cellules pathogènes de diverses manières (rayons X, scanographie, caméra à positons, spectromètre laser à effet Raman, imagerie par résonance magnétique).

Les chercheurs du CNRC ont aussi conçu des nanosondes qui s'attaquent aux petits fragments de l'ADN de certains microorganismes pathogènes, si bien que les épidémiologistes pourront identifier environ 90 bactéries jugées parmi les plus dangereuses. Éventuellement, ces sondes engendreront de petits détecteurs faciles à utiliser.

« Nous rêvons de les rendre aussi simples et rapides que possible, reprend M. Simard. On pourrait imaginer un appareil comme celui employé par les diabétiques pour doser le glucose. » Fin

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