L'application de la SERS et de la métabolomique dans le sepsis

La septicémie est une maladie grave causée par une réponse immunitaire écrasante à l'infection. Différentes séries de produits chimiques libérés dans le sang pour combattre l'infection déclenchent une inflammation systémique, également appelée syndrome inflammatoire systémique, SIRS. Le sepsis est l'un des problèmes majeurs de santé publique, qui se caractérise par un coût élevé et une mortalité élevée. Des études épidémiologiques suggèrent qu'il y a environ 300 cas de septicémie pour 100 000 habitants ; représentant 2 % de toutes les admissions à l'hôpital et jusqu'à 30 % des admissions en unité de soins intensifs. La septicémie est la principale cause de décès chez les patients gravement malades. La mortalité atteint 20 % chez les patients atteints de sepsis sévère et 46 % en cas de choc septique. Malgré les progrès récents dans le traitement du sepsis, y compris le traitement précoce ciblé, l'utilisation de corticostéroïdes à faible dose, la ventilation protectrice, le contrôle intensif de la glycémie et l'utilisation de la protéine C activée, le sepsis reste un défi majeur pour les médecins cliniciens.

Une antibiothérapie appropriée précoce ciblant l'agent pathogène responsable est toujours cruciale pour le succès du traitement de la septicémie sévère et du choc septique. Cependant, l'hémoculture, la norme actuelle pour le diagnostic microbiologique, ne peut pas fournir les informations instantanées d'identification des agents pathogènes au bon début du sepsis.

Il faut généralement 5 à 7 jours pour attendre le rapport final et même beaucoup plus longtemps pour certaines bactéries ou levures à croissance lente. De plus, le taux de rendement positif est faible. Seuls 30% de résultats positifs ont été rapportés chez les patients atteints de sepsis et 50 à 60% en choc septique. Certains micro-organismes sont présents dans le sang en très petit nombre et doivent avoir plus de temps pour se reproduire et croître jusqu'à des quantités détectables. Certains micro-organismes sont difficiles à cultiver et des milieux nutritifs spéciaux peuvent être nécessaires. Les virus ne peuvent pas non plus être détectés à l'aide de flacons d'hémoculture conçus pour faire pousser des bactéries. En outre, une thérapie antimicrobienne au cours des deux semaines précédentes peut empêcher la croissance des agents pathogènes.

Étant donné que le délai de mise en route d'un traitement antimicrobien approprié est le facteur prédictif le plus puissant de mortalité, les antibiotiques sont généralement démarrés "empiriquement" (c. basée sur l'expérience des médecins) à large spectre et ajustée en fonction de la réponse clinique. Faute de données précises, un contrôle inadéquat des infections peut entraîner un mauvais pronostic, et en outre des effets indésirables des antibiotiques tels que la toxicité organique et les dommages collatéraux (c. c'est-à-dire la sélection d'organismes résistants aux médicaments et le développement indésirable d'une colonisation ou d'une infection par des organismes multirésistants).

L'utilisation du SERS et de la plateforme de diagnostic à grande vitesse basée sur la microscopie fluorescente pour la microbiologie clinique peut aider à résoudre ce problème. Les objectifs spécifiques du sous-projet sont énumérés ci-dessous :

1. Développer un protocole complet de prétraitement de l'échantillon de sang complexe des patients atteints de septicémie comme préparation à la détection du SERS.
2. Identifier les bactéries ou levures responsables dans le sang par la plateforme de diagnostic à haut débit basée sur SERS pour guider le traitement antibiotique initial dans le sepsis.
3. Examiner la sensibilité de l'agent pathogène responsable à divers antibiotiques afin de guider le traitement antibiotique initial en cas de septicémie.
4. Quantifier le nombre de bactéries dans le sang pour explorer la relation entre la charge (virulence) de l'agent pathogène et l'évolution clinique, la transmissibilité et la résistance aux antibiotiques chez les patients atteints de septicémie.
5. Compiler une base de données des spectres SERS de la microbiologie clinique, y compris les bactéries, les levures et les champignons qui sont les agents pathogènes causaux courants de la septicémie.

Les enquêteurs s'attendent à ce que cette nouvelle technique basée sur le SERS et la microscopie optique fluorescente joue un rôle crucial dans le traitement moderne de la septicémie, apportant non seulement un impact important sur la réduction de la mortalité, le contrôle des coûts, mais atténuant également le problème de la croissance de trains résistants à l'utilisation inappropriée d'antibiotiques. .