Une nouvelle méthode de diagnostic confirmerait les infections à la septicémie plus tôt, réduisant les heures critiques dans la « race contre le temps » pour sauver la vie des patients.
Publication NPJ Médecine numériquel’équipe du KTH Royal Institute of Technology et Uppsala University affirme que leur processus de diagnostic offre une alternative plus rapide aux hôpitaux du processus de culture bactéries utilisés régulièrement pour identifier les infections soupçonnées de circulation sanguine.
Le processus utilise une centrifugeuse pour séparer les bactéries des cellules sanguines et la microscopie automatique pour la détection, permettant à une clinique de confirmer l’infection bactérienne en aussi peu que deux heures à l’aide d’un logiciel formé par l’intelligence artificielle, explique Henar Marino Miguelez, un doctorant au KTH Royal Institute of Technology. Elle et le doctorant Mohammad Osaid étaient les principaux auteurs de l’étude.
En revanche, les laboratoires hospitaliers ont généralement besoin d’au moins une journée d’incubation avant que la croissance des bactéries infectieuses ne commence à se révéler dans les hémocultures.
« Le diagnostic de la septicémie est une course contre le temps », explique Marino Miguelez. « Avec chaque heure de traitement retardé des patients en choc septique, les taux de survie baissent de 8%. »
En permettant une identification rapide des agents pathogènes, le traitement antibiotique approprié peut être commencé plus tôt, explique Wouter van der Wijngaart, professeur au Kth Royal Institute of Technology qui dirige la recherche en systèmes microfluidiques et biomédicaux.
En règle générale, une clinique mettra un patient sur un antibiotique à large spectre lorsque la septicémie est suspectée, au moins jusqu’à l’identification de l’agent pathogène. Mais cette précaution comporte ses propres risques, en raison de la toxicité inhérente au médicament, attaquant les bactéries intestinales bénéfiques et favorisant l’émergence de souches résistantes aux antibiotiques.
« Il faut un hôpital de deux à quatre jours avant de savoir quel antibiotique pour traiter une infection sanguine », explique Van der Wijngaart. « Nous essayons de le faire en quatre à six heures. »
Dans les tests utilisant des échantillons de sang enrichis avec des bactéries, le système a réussi à détecter E. coli, K. pneumoniae et E. faecalis à des niveaux cliniquement pertinents, aussi bas que sept à 32 unités de formation de colonies bactériennes par millilitre de sang.
Bien que la méthode se soit avérée bien fonctionner avec ces bactéries, elle n’a pas été pour Staphylococcus aureus, qui se cache dans les caillots sanguins. Miguelez dit que les chercheurs travaillent sur des moyens de résoudre ce problème.
La technique utilise une «centrifugation intelligente», qui tourne des échantillons de sang au-dessus d’un agent qui fait flotter les bactéries vers le haut tandis que les cellules sanguines vers le bas, conduisant à une couche liquide claire contenant des bactéries mais pas de cellules sanguines. Ce liquide est ensuite injecté dans une puce avec des canaux à microscope, où il s’écoule facilement.
Les minuscules pièges dans la puce capturent les bactéries séparées, et toute croissance des bactéries devient rapidement visible dans les images de microscopie en accéléré automatisées analysées par le logiciel d’apprentissage automatique.
Le travail était une collaboration entre les équipes de Van der Wijngaart à KTH, et Johan Elf et Carolina Wählby à l’Université d’Uppsala.
