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Chair/bedside diagnosis of oral and respiratory tract infections, and identification of antibiotic resistances for personalised monitoring and treatment

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Une innovante plateforme de laboratoire sur disque permet l’obtention d’empreintes moléculaires hors laboratoire pour les infections respiratoires et buccales

Les infections respiratoires et buccales, même si elles peuvent être traitées en cas de détection précoce, entraînent souvent des complications liées à un diagnostic tardif ou peu précis. Un projet financé par l’UE a développé une plateforme moléculaire pour fournir hors laboratoire un diagnostic précoce, ainsi qu’un suivi et une prévention, des infections.

Santé

Les infections respiratoires sont souvent traitées uniquement en fonction des symptômes du patient, et ce même si cette pratique peut entraîner un manque de précision dans la prescription et l’usage excessif d’antibiotiques. Le défi réside dans le fait d’identifier de manière précise les agents pathogènes (virus ou bactéries) provoquant l’infection et de cibler le traitement en conséquence. Jusqu’à présent, ces mesures devaient passer par l’analyse d’échantillons en laboratoire, qui pouvait s’avérer longue et coûteuse. Les caries dentaires et la périodontite sont deux des maladies non transmissibles et chroniques les plus fréquentes au monde, les pays à revenu élevé consacrant de 5 à 10 % de leurs dépenses totales de santé publique à la santé buccale. Le diagnostic précoce de ces pathologies est important pour le suivi à long terme de la maladie et pour le développement de traitements spécifiques aux patients en détectant les bactéries pertinentes et les biomarqueurs des protéines hôtes. Le projet DIAGORAS a développé une plateforme permettant aux cliniciens, aux médecins généralistes et aux dentistes d’effectuer des tests de diagnostic hors laboratoire. Ce test consiste en un ensemble de cibles microbiennes et de biomarqueurs hôtes qui permettent l’analyse complète du patient et déterminent un diagnostic, un traitement et un suivi précis des maladies.

La plateforme de diagnostic

«Notre plateforme peut prélever des échantillons, identifier les microorganismes responsables et mesurer les biomarqueurs humains de réaction à l’infection associés, ce qui permet une gestion et un suivi plus précis des patients», explique le Dr Konstantinos Mitsakakis, coordinateur du projet. «La plateforme contribuera à réduire la prescription d’antibiotiques du type “juste au cas où” et à améliorer la gestion des coûts de soins de santé dentaire.» LabDisk, une plateforme microfluidique en forme de disque, se trouve au cœur du système, intégrant tous les composants biochimiques et à microparticules nécessaires pour analyser les biomarqueurs protéiques et les agents microbiologiques. «En pratique, la plateforme miniaturise l’ensemble d’un laboratoire sur un disque», explique le Dr Mitsakakis, basé à Hahn-Schickard, l’institution coordinatrice située à Fribourg, en Allemagne. Dans le cas des infections respiratoires, l’utilisateur doit seulement prélever un échantillon du patient, le placer dans un milieu de transport et introduire une petite partie de ce milieu de transport à l’intérieur du disque DIAGORAS. Toutes les étapes moléculaires nécessaires sont ensuite effectuées automatiquement et, à la fin, les résultats s’affichent sur le lecteur de la plateforme LabDisk. Globalement, l’ADN et l’ARN des agents pathogènes sont extraits, purifiés et mélangés à des réactifs d’amplification (PCR). Ce mélange est alors distribué dans plusieurs chambres de réaction où a lieu l’amplification de l’acide nucléique, puis la génération d’un signal. Un signal positif issu d’une chambre spécifique indique la présence d’un ou de plusieurs agents pathogènes spécifiques. La procédure pour les infections buccales est similaire, si ce n’est que l’échantillon utilisé est de la salive et que le groupe de microorganismes à détecter est différent. Dans les deux applications, des microparticules et des nanoparticules sont également utilisées pour détecter et quantifier les taux de biomarqueurs spécifiques à l’hôte.

Un traitement plus précis

Le rapport généré apporte des informations précieuses sur un ensemble de microorganismes, ainsi que sur le taux de biomarqueurs protéiques dans l’échantillon testé, permettant de prendre des décisions pour obtenir des traitements plus précis par rapport à la seule utilisation des symptômes pour établir un diagnostic. «Nous sommes heureux de développer un outil de diagnostic efficace pour les prestataires de soins permettant le traitement précis et rapide de maladies qui ont un impact sur presque tout le monde à un moment donné de notre vie. Le système est désormais prêt à passer à l’étape de développement du produit, puis à celles de la validation clinique», explique le Dr Mitsakakis.

Mots‑clés

DIAGORAS, hors laboratoire, diagnostic, infections buccales, infections respiratoires, biomarqueurs, microfluidique, LabDisk

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