Accélérer le diagnostic moléculaire pour les tests de résistance aux antimicrobiens

· Actualités Produits

Accélérer le diagnostic moléculaire pour les tests de résistance aux antimicrobiens

Au fil du temps, les micro-organismes peuvent développer une résistance génétique aux médicaments antimicrobiens en réaction à une surconsommation ou à une mauvaise utilisation d’antibiotiques, ce qui complique le traitement d’infections courantes, voire peut les rendre potentiellement mortelles. Etant donné l’augmentation radicale des taux de morbidité et de mortalité observée aux quatre coins du monde à cause de la résistance aux antimicrobiens (RAM), les pathogènes multirésistants (MR) constituent depuis quelques années une grande menace pour la santé publique. C’est pourquoi les diagnostics se concentrent désormais sur l’identification rapide et précise de la résistance aux médicaments pour prévenir toute prescription d’antibiotiques inappropriée dès l’apparition de la maladie et améliorer le succès thérapeutique et la santé des patients.

Approches conventionnelles de tests de sensibilité aux antimicrobiens

La mesure de la concentration minimale inhibitrice (CMI) est couramment utilisée pour déterminer la sensibilité d’un pathogène aux antimicrobiens. Cela peut se faire en utilisant les méthodes de dilution en bouillon de culture, de dilution en gélose, de gradient antimicrobien ou des disques de diffusion , dont vous trouverez des explications plus détaillées sur ce blog instructif concernant la sensibilité aux antimicrobiens. Ces techniques phénotypiques ont certes leurs avantages mais comportent aussi leur lot d’inconvénients. En effet, elles impliquent des étapes de pipetage manuelles fastidieuses, chronophages et sources d’erreurs. Cela ralentit nettement les flux de travail des laboratoires et peut rallonger les délais de traitement.

INTEGRA Biosciences propose une gamme de plateformes de pipetage automatisé capables d’accélérer ces longues routines de pipetage de manière significative. Elles vous garantissent un rendement plus élevé et réduisent les temps d’attente des résultats. Notre note d’application, test automatisé de la concentration minimal inhibitrice, se penche en particulier sur la méthode par dilution en bouillon. Elle vous fournit des explications détaillées sur l’utilisation du robot de pipetage ASSIST PLUS, avec la pipette à écartement automatique des pointes VOYAGER. Cette configuration permet d’automatiser les étapes de transfert et de mélange tout en garantissant la cohérence des hauteurs et vitesses de pipetage et des paramètres de mélanges. Vous obtenez ainsi des résultats exacts, précis et reproductibles. En savoir plus sur les solutions de pipetage mains libres d’INTEGRA pour les dilutions en série dans le cadre de la détermination de la CMI.

96 well plate showing minimal inhibitory concentration testing results
Résultats des tests de détermination de la CMI ; huit composants antimicrobiens différents ont été testés contre un inoculum bactérien, avec contrôles de croissance et de stérilité. Ensuite, la densité optique de chaque puits a été mesurée pour déterminer le niveau de croissance bactérienne. La CMI de chaque composant correspond à la concentration minimale inhibant la croissance des bactéries.

Le diagnostic moléculaire : une nouvelle tactique dans la lutte contre la RAM

Les techniques de diagnostic moléculaire s’avèrent être des outils de choix pour identifier les pathogènes et leurs mécanismes de résistance, soit en alternative, soit en complément des méthodes conventionnelles. Les tests génotypiques sont souvent plus précis et plus exacts que les analyses classiques basées sur des cultures. Ils sont aussi plus rapides (ils livrent des résultats en seulement une heure) car il n’y a pas besoin d’isoler et de mettre en culture le pathogène.

Les méthodes génotypiques permettent d’identifier directement certains gènes de résistance spécifiques (tableau 1). Elles se classent généralement en trois catégories : méthodes par amplification, par séquençage ou par hybridation. Nous allons nous pencher de plus près sur les deux premières méthodes, les méthodes par amplification et par séquençage.

Organismes résistant à plusieurs médicaments

Marqueur de résistance génétique

Staphylococcus aureus (SARM) résistant à la méticilline mecA

Bêta-lactamases à spectre étendu (BLSE) :

Escherichia coli et Klebsiella pneumoniae

blaTEM

blaSHV

blaCTX-M

Enterobacteriaceae résistantes aux carbapénèmes (ERC) :

Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Enterobacter cloacae complex, Klebsiella pneumoniae et Klebsiella oxytoca

blaKPC

blaOXA-48-like

blaNDM

blaIMP

blaVIM

Enterococcus résistant à la vancomycine (ERV) :

Enterococcus faecalis et Enterococcus faecium

vanA

vanB

Tuberculose multirésistante (TB-MR) :

Mycobacterium tuberculosis complex

katG

inhA

rpoB

Tableau 1 : Exemples de pathogènes MR courants avec leurs marqueurs de résistance génétique

Techniques par amplification

Parmi les exemples de cette approche, citons le test d’amplification des acides nucléiques (TAAN), qui consiste à amplifier la séquence du gène cible à des fins d’identification. La méthode de TAAN la plus courante est l’amplification en chaîne par polymérase (PCR). La PCR en temps réel (ou qPCR) fournit des résultats de quantification rapides et ciblés, ce qui est particulièrement utile pour détecter des pathogènes MR dans les points d'accès aux soins, où l’on peut utiliser des panels multiplex pour identifier simultanément de nombreux marqueurs de résistance génétique.

Certaines étapes de la procédure TAAN se prêtent parfaitement à l’automatisation ou à l’utilisation de pipettes multicanaux pour augmenter le rendement. Nous proposons un vaste éventail de solutions permettant d’augmenter le rendement des procédures de TAAN, telles que la pipette électronique portable MINI 96, que vous pouvez utiliser pour une extraction d’échantillons et une configuration qPCR rapides en ajoutant 96 échantillons ou réactifs en parallèle. Le robot de pipetage ASSIST PLUS est également capable d’automatiser le processus d’extraction des acides nucléiques, ce qui permet aux utilisateurs d’obtenir systématiquement un matériel ADN de haute qualité à partir d’échantillons. En fait, le robot de pipetage ASSIST PLUS permet d’automatiser l’intégralité du processus de préparation d’échantillons PCR, ce qui garantit un gain de temps par rapport à la manipulation manuelle et une meilleure capacité de traitement au laboratoire.

The MINI 96 portable pipette during reagent transfer
Possibilité de traiter jusqu’à 96 échantillons simultanément en utilisant la pipette portable MINI 96 pour une extraction rapide d’échantillons.

Adopter une approche par séquençage

Certains marqueurs de résistance génétique sont impossibles à identifier via l’analyse qPCR en raison de leurs grandes variations de séquences. Il faut donc purifier les produits qPCR pour pouvoir les séquencer dans le cadre de l’analyse par séquençage classique, autrement appelée méthode Sanger. Heureusement, la gamme de solutions d’INTEGRA permet de répondre facilement à ce besoin. Vous pouvez par exemple utiliser la pipette électronique VIAFLO 96 pour accélérer cette étape de purification supplémentaire tout en bénéficiant de résultats plus fiables et d’un gain de temps significatif. Néanmoins, comme le séquençage de Sanger cible un seul gène de résistance à la fois, une autre méthode par séquençage a gagné du terrain au cours des dernières années : le séquençage nouvelle génération (SNG).

Semi-automated PCR purification using the VIAFLO 96 handheld electronic pipette
Purification PCR semi-automatisée avec la pipette électronique VIAFLO 96 incluant support de plaque deux positions, combinée au kit de purification PCR QIAGEN QIAquick®. Le QIAvac est placé sur VIAFLO 96 avec un réservoir à réactifs INTEGRA au format microplaque.

Le SNG offre un meilleur rendement. Il peut porter soit sur un amplicon spécifique, ce qui est la méthode la plus rapide, soit sur le génome entier (séquençage en profondeur). Le SNG est très sensible et utilise de très faibles volumes de liquides, d’où la nécessité d’un pipetage précis. Toutefois, les longs protocoles de pipetage sont fatigants et contraignants pour le personnel, donc il est indispensable pour tout laboratoire moderne d’automatiser les diverses étapes de manipulation des liquides. Il est possible d’automatiser entièrement un bon nombre des tâches fastidieuses impliquées dans le séquençage, telles que le regroupement et le hit picking d’échantillons positifs, grâce au robot de pipetage ASSIST PLUS et au module de pipetage monocanal D-ONE, ce qui augmente la productivité du laboratoire et la reproductibilité des résultats. Vous pouvez également utiliser cette combinaison pour une normalisation des librairies d’ADN en toute simplicité. Ces produits innovants et ergonomiques vous aident également à minimiser les erreurs humaines, les contraintes physiques et le risque d’exposition à des micro-organismes dangereux, ce qui fait indubitablement partie des priorités absolues en matière de TSA.

The ASSIST PLUS pipetting robot operating a D-ONE single channel pipetting module
Robot de pipetage ASSIST PLUS avec module de pipetage monocanal D-ONE permettant d’automatiser la normalisation des librairies de SNG pour des résultats de séquençage d’une exactitude et d’une précision maximales.

Prendre le dessus sur les organismes MR

Le développement de nouveaux antibiotiques prend beaucoup de temps, donc les médecins doivent être vigilants dans l’usage des antibiotiques actuellement disponibles. La détection rapide de pathogènes MR aide à orienter au plus vite les patients sur la bonne voie thérapeutique, ce qui accélère leur rétablissement et augmente la probabilité d’une issue favorable de leur maladie. L’automatisation avec des plateformes de pipetage haut de gamme et solides joue un rôle essentiel dans la rapidité d’identification de la résistance aux antimicrobiens. C’est pourquoi il vaut la peine d’investir dans la gamme de produits innovants d’INTEGRA pour gagner cette bataille.