Phagosensor : Un outil rapide et discriminant de détection de bactéries pathogènes dans les eaux

mardi 25 août 2015
par   G. Grégori

Nouvelles publications scientifiques, créations de laboratoires, annonces de prix, brevets... Avec "En direct des labos" , retrouvez toutes les deux semaines des informations issues des instituts du CNRS et complémentaires des communiqués de presse.
"En direct des labos" a mis en valeur dans la revue "Lettre d’info des Instituts du CNRS" de récents travaux issus de la collaboration de chercheurs du Laboratoire de Chimie Bactérienne, et de la plateforme PRECYM. 

La qualité de l’eau est une préoccupation majeure pour la santé publique, la préservation de l’environnement et l’économie. L’enjeu actuel est de détecter le plus rapidement possible les pollutions afin d’alerter au plus vite les autorités compétentes. L’équipe de Mireille Ansaldi du Laboratoire de chimie bactérienne, a mis au point l’outil Phagosensor, un biosenseur utilisant des bactériophages modifiés pour détecter les pathogènes humains ou animaux présents dans les eaux de surface. Cette étude est publiée dans la revue PlosOne.

Les bactériophages sont des virus spécifiques des bactéries. Ils peuvent n’infecter qu’une seule espèce bactérienne ou avoir un spectre d’hôte plus large.
L’équipe de Mireille Ansaldi décrit la stratégie de construction et les conditions d’infection sélectionnées lors de la mise au point d’un phagosensor prototype permettant la détection d’une bactérie non pathogène. Le principe repose sur une modification génétique du génome phagique qui permet l’expression précoce et massive du gène de la protéine GFP et donc la production de fluorescence uniquement lorsqu’une infection spécifique à lieu. Ce procédé présente deux avantages : i) En l’absence de bactéries, le gène de la GFP ne peut s’exprimer puisque l’expression des gènes du phage ne peut se faire qu’après infection ; ii) l’expression ne prend place qu’en présence d’une bactérie dont le métabolisme est actif, permettant ainsi de distinguer les bactéries vivantes des bactéries mortes. Le couplage avec une analyse par cytométrie en flux permet l’obtention de données robustes.
Les résultats démontrent que cet outil permet une détection extrêmement rapide, avec une mise en œuvre globale de moins de 2 heures, une très bonne spécificité et une sensibilité élevée. Cette dernière caractéristique distingue Phagosensor des autres outils de détection utilisant des phages puisqu’il permet d’atteindre un seuil de détection de 10 bactéries par millilitre sans aucune étape de concentration ou d’enrichissement, une sensibilité jamais atteinte à ce jour. De plus, l’outil Phagosensor permet de détecter des bactéries cibles présentes dans un environnement complexe tel que l’eau de mer.
Ce prototype fonctionnel a servi de base à la construction de phagosensors spécifiques de bactéries pathogènes, démontrant que la stratégie de détection développée à partir du prototype peut être rapidement transposée avec succès à la détection de pathogènes tel que Salmonella avec la même efficacité que celui-ci.
Le nouvel outil mis au point par l’équipe de Mireille Ansaldi est donc pleinement fonctionnel et la stratégie développée permet d’envisager la construction de Phagosensors sur demande pour une détection rapide, sensible et spécifique des bactéries d’intérêt. De plus, la détection dans l’eau de mer suggère, qu’à terme, ces outils pourront être utilisés pour la détection de bactéries pathogènes dans d’autres matrices telles que le sang ou les aliments.


Figure : Schéma général de la détection de bactéries pathogènes dans les eaux grâce à l’outil Phagosensor.
© Manon Vinay

En savoir plus
Phage-Based Fluorescent Biosensor Prototypes to Specifically Detect Enteric Bacteria Such as E. coli and Salmonella enterica Typhimurium. Vinay M, Franche N, Grégori G, Fantino JR, Pouillot F, Ansaldi M.PLoS One. 2015 Jul 17 ;10(7):e0131466. doi : 10.1371/journal.pone.0131466

Contact chercheur
Mireille Ansaldi
Laboratoire de Chimie Bactérienne
CNRS UMR7283, Aix-Marseille Université
31, chemin Joseph Aiguier
13009 Marseille
Tél : 04 91 16 45 85


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