Des bandes sonores bactériennes révélées par la membrane de graphène —
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Vous êtes-vous déjà demandé si les bactéries émettent des sons distinctifs ? Si nous pouvions écouter les bactéries, nous pourrions savoir si elles sont vivantes ou non. Lorsque les bactéries sont tuées à l’aide d’un antibiotique, ces sons s’arrêtent – à moins bien sûr que les bactéries ne soient résistantes à l’antibiotique. C’est exactement ce qu’une équipe de chercheurs de TU Delft, dirigée par le dr. Farbod Alijani, ont maintenant réussi à le faire : ils ont capturé le bruit de faible niveau d’une seule bactérie à l’aide de graphène. Maintenant, leurs recherches sont publiées dans Nanotechnologie de la nature.
Le son d’une seule bactérie
L’équipe de Farbod Alijani s’intéressait à l’origine aux principes fondamentaux de la mécanique du graphène, mais à un moment donné, ils se sont demandé ce qui se passerait si ce matériau extrêmement sensible entrait en contact avec un seul objet biologique. “Le graphène est une forme de carbone constituée d’une seule couche d’atomes et est également connu comme le matériau miracle”, explique Alijani. “Il est très solide avec de belles propriétés électriques et mécaniques, et il est également extrêmement sensible aux forces extérieures.”
L’équipe de chercheurs a initié une collaboration avec le groupe de nanobiologie de Cees Dekker et le groupe de nanomécanique de Peter Steeneken. En collaboration avec le doctorant Irek Roslon et le postdoc Dr Aleksandre Japaridze, l’équipe a mené ses premières expériences avec la bactérie E. coli. Cees Dekker : « Ce que nous avons vu était saisissant ! Lorsqu’une seule bactérie adhère à la surface d’un tambour de graphène, elle génère des oscillations aléatoires avec des amplitudes aussi faibles que quelques nanomètres que nous pouvions détecter. Nous pouvions entendre le son d’une seule bactérie ! “
Frapper un tambour de graphène avec une bactérie
Les oscillations extrêmement petites sont le résultat des processus biologiques des bactéries avec la contribution principale de leurs flagelles (queues sur la surface cellulaire qui propulsent les bactéries). “Pour comprendre à quel point ces battements flagellaires sur le graphène sont minuscules, il convient de dire qu’ils sont au moins 10 milliards de fois plus petits que le coup de poing d’un boxeur lorsqu’il atteint un sac de frappe. Pourtant, ces battements à l’échelle nanométrique peuvent être convertis en pistes sonores et écoutés — et comme c’est cool », dit Alijani.
Graphène pour une détection rapide de la résistance aux antibiotiques
Cette recherche a d’énormes implications pour la détection de la résistance aux antibiotiques. Les résultats expérimentaux étaient sans équivoque : si les bactéries étaient résistantes à l’antibiotique, les oscillations se poursuivaient simplement au même niveau. Lorsque les bactéries étaient sensibles au médicament, les vibrations ont diminué jusqu’à une ou deux heures plus tard, mais elles ont ensuite complètement disparu. Grâce à la haute sensibilité des tambours en graphène, le phénomène peut être détecté à l’aide d’une seule cellule.
Farbod Alijani : “Pour l’avenir, nous visons à optimiser notre plateforme de sensibilité aux antibiotiques au graphène unicellulaire et à la valider par rapport à une variété d’échantillons pathogènes. Afin qu’elle puisse éventuellement être utilisée comme une boîte à outils de diagnostic efficace pour la détection rapide de la résistance aux antibiotiques en clinique entraine toi.” Peter Steeneken conclut : « Ce serait un outil inestimable dans la lutte contre la résistance aux antibiotiques, une menace toujours croissante pour la santé humaine dans le monde.
Source de l’histoire :
Matériaux fourni par Université de technologie de Delft. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
