Les virus 'Nanobot' marquent et arrondissent les bactéries dans les aliments et l'eau
Les technologies concurrentes pour détecter les bactéries utilisent des anticorps, le produit d'une réponse immunitaire. Mais ceux-ci sont chers à produire et fonctionnent mieux dans une plage étroite de température et de pH. En revanche, les phages "existent partout", ce qui les rend potentiellement plus largement utiles en tant que chasseurs de bactéries, a déclaré Nugen. "Ils ont dû évoluer pour se lier bien dans des conditions beaucoup plus larges que les anticorps."
Les phages identifient et attrapent les bactéries en utilisant des protéines sur leurs fibres de queue, qui forment une liaison forte avec des composés sur la surface des cellules bactériennes. Pour infecter la cellule, le phage injecte son matériel génétique. Cela détourne la cellule, forçant sa machinerie à produire des clones de phages.
Nugen et ses collaborateurs ont programmé des phages pour marquer les bactéries E. coli. Les phages manipulés de l'équipe contenaient de l'ADN supplémentaire qui indiquait aux bactéries de fabriquer une enzyme facilement détectable. Lorsque l'infection a provoqué la rupture des cellules bactériennes et la libération des nouveaux phages, une réaction chimique impliquant l'enzyme a produit un signal mesurable: lumière, couleur ou courant électrique. Par exemple, les phages exposés E. coli dans le lait et le jus d'orange en tournant les liquides rouges ou roses.
Les chercheurs ont également chargé les phages avec des nanoparticules avec un noyau de fer et de cobalt magnétique. Une fois que les phages se sont accrochés aux bactéries, les chercheurs ont pu utiliser un aimant pour arrondir les bactéries avant même que la bactérie ne se soit rompue et annoncer leur présence. Cela a permis aux chercheurs de détecter de faibles concentrations de bactéries: moins de 10 cellules de E. coli dans une demi-tasse d'eau. Les méthodes conventionnelles poussent les bactéries dans des colonies pour les trouver, ce qui peut prendre jusqu'à deux jours. Mais en utilisant les phages, Nugen et ses collègues ont ignoré cette étape et ont trouvé les cellules en quelques heures.
L'utilisation de phages pour la séparation magnétique serait "très bien pour les échantillons alimentaires et environnementaux car ils ont tendance à être vraiment sales", explique Michael Wiederoder, un bio-ingénieur du Centre de recherche, de développement et d'ingénierie Natick Soldier de l'US Army. la recherche. Le sel, le sucre et les graisses dans les aliments peuvent ralentir les réactions des tests basés sur les anticorps, a-t-il dit.
De plus, les phages n'infectent que les bactéries capables de se reproduire, ce qui permet aux testeurs de faire la différence entre les cellules vivantes et celles tuées par les antibiotiques, la chaleur ou le chlore. Avec de la nourriture, "si les bactéries sont vivantes ou mortes est la différence entre vous tomber malade et non", a déclaré Wiederoder.
Les nanobots pourraient également s'avérer utiles pour le sang ou d'autres échantillons humains. Là, les phages fourniraient un moyen de trouver des bactéries résistantes laissées en vie après un cours d'antibiotiques.
Le prochain défi: bricoler avec les phages pour affiner les bactéries qu'ils recherchent. Dans la nature, les phages se nourrissent d'espèces spécifiques. Mais dans les aliments, il peut être utile de détecter plusieurs délinquants communs, tels que E. coli, Salmonella et Listeria, ou, alternativement, d'avoir une plus grande discrimination pour trouver seulement les E. coli pathogènes et laisser le reste.
Traduit par Dr.Mo7oG
