ARCHIVÉ - Une puce dépiste les présences pathogènes

Le 13 septembre 2010 — Ottawa (Ontario)

En mai 2000, il y a dix ans, le Canada vivait le pire foyer d'épidémie de E. coli de son histoire après que la bactérie eut contaminé les réserves d'eau de Walkerton, en Ontario, causant la mort de sept personnes et en rendant plus de 2 300 autres malades. Plus récemment, 22 Canadiens sont décédés et 57 sont tombés gravement malades après avoir mangé de la charcuterie contaminée par Listeria monocytogenes. A suivi un rappel massif des produits à base de viande emballés par Maple Leaf Foods inc. Dépister rapidement les bactéries pathogènes mortelles comme E. coli ou Listeria avec une grande exactitude pourrait prévenir de futures crises de santé publique. Tel est exactement le but que poursuit le CNRC en mettant au point de nouvelles technologies de détection.

Dans le cadre de son Initiative en génomique et en santé, une équipe multidisciplinaire de scientifiques issus de plusieurs instituts du CNRC ont entrepris un projet de trois ans et de 17 millions de dollars visant à créer des biopuces qui élucideront les mécanismes moléculaires à l'origine des graves maladies infectieuses. L'objectif consiste à élaborer de petits mais efficaces dispositifs de diagnostic intégrés sur une unique puce de silicium pour les centres de santé. Ces biopuces détecteraient rapidement les marqueurs spécifiques de certaines bactéries pathogènes d'après leur " signature génétique ", donc identifieraient celles susceptibles de contaminer l'eau et les aliments, ou de propager des infections nosocomiales (contractées en milieu hospitalier).

Jusqu'à présent, l'équipe du CNRC a configuré des fils photoniques pour en faire des sondes sensibles, capables de mesurer les propriétés moléculaires des mélanges biochimiques. Plutôt que l'immunofluorescence, procédé très laborieux qui fait appel à des produits chimiques, les chercheurs ont privilégié la technologie de réseau de capteurs à fil photonique à champ évanescent (PWEF) inventée au CNRC [lire :« Photonique contre bactéries »], en vertu de laquelle un faisceau lumineux balaie l'interface entre le silicium et l'échantillon liquide posé sur le capteur. La lumière est déviée dès qu'elle heurte une molécule donnée, par exemple un fragment d'ADN ou le « marqueur » d'une protéine particulière à la bactérie. La cellule photoélectrique du capteur mesure cette infime variation et le système en déduit que la molécule recherchée est bien présente.

Les chercheurs du CNRC préparent aussi une autre biopuce qui détectera la présence des bactéries pathogènes grâce aux électrons, plutôt qu'avec la lumière. Au bout du compte, on pourrait combiner les deux technologies (détecteur PWEF et biopuce) sur le même dispositif qui procéderait alors simultanément à des mesures multiples et fournirait un génotype détaillé de la souche bactérienne ou de l'agent pathogène présent dans l'échantillon. C'est ce qu'a confié John Pezacki, directeur scientifique du projet du CNRC sur les biopuces.

Applications potentielles

La technologie de biodétection rapide imaginée par le CNRC pourrait servir à la fois dans les laboratoires privés d'outils de diagnostic efficaces et rentables, et sur le terrain, pour les essais. Afin de faciliter ces derniers, l'équipe chargée du projet s'est attaquée à la fabrication d'un système de démonstration portatif qu'on apporterait sur les lieux pour effectuer des tests.

« On pourrait s'en servir dans une usine de transformation des aliments pour réaliser des prélèvements sur l'équipement et vérifier s'il n'y a pas de bactéries. Un technicien pourrait aussi prélever des échantillons dans une source d'eau afin d'établir si des agents pathogènes ne la contaminent pas », explique Eddy Guzzo, gestionnaire de projet pour l'initiative des biopuces. « Les applications seraient multiples à l'hôpital. Le système pourrait servir à tester le sang des patients ou les prélèvements de salle d'opération, de manière à dépister les bactéries potentiellement dangereuses présentes sur les surfaces. »

Selon M. Pezacki, advenant la commercialisation du biocapteur par une entreprise, seule ou en partenariat avec le CNRC, la plateforme technologique serait assez polyvalente pour que les professionnels du secteur biomédical l'adaptent à d'autres applications, tel que vérifier la présence de bactéries pathogènes dans des échantillons. « Nous avons l'intention d'en perfectionner les capacités de surveillance avec le concours d'autres organismes du gouvernement. »

Le CNRC collabore d'ailleurs avec l'Agence de la santé publique du Canada (ASPC) dans cette optique. En effet, la technologie des biopuces faciliterait l'identification des souches pathogènes de E. coli dans le cadre des efforts déployés par l'Agence pour prévenir les pandémies et les foyers de maladie.

Plus sur le sujet

• Biopuces pour la compréhension et le diagnostic des maladies humaines 
• L’Initiative en génomique et en santé du CNRC 
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• Photonique contre bactéries

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