Nouvelles méthodes de diagnostic pour identifier les infections associées au drain ventriculaire externe (EVD Infect II)

Dans la littérature, l'incidence rapportée varie entre 1 et 35 % des drains insérés. Cette disparité résulte de l'absence de consensus international sur une définition des EVDI et de l'utilisation de divers critères de diagnostic dans les études. Dans un contexte de soins neuro-intensifs, les symptômes cliniques sont souvent difficiles à évaluer en raison d'une maladie sous-jacente. La culture bactérienne du liquide céphalo-rachidien (LCR) est l'étalon-or actuel du diagnostic EVDI. Cependant, les cultures bactériennes de LCR prennent souvent plusieurs jours pour être finalisées et l'utilisation préalable d'antibiotiques peut prolonger davantage le temps d'incubation de la culture ou provoquer des cultures faussement négatives. Il est rarement possible de retarder le traitement jusqu'à ce que les cultures bactériennes soient finalisées. De plus, en raison de l'étiologie de ces infections, la contamination et les vrais positifs peuvent être difficiles à distinguer sur la seule base des bactéries cultivées. Ainsi, l'identification précoce des EVDI est basée sur des signes indirects d'infection bactérienne, à savoir l'analyse du glucose, du lactate, des protéines, des leucocytes et des érythrocytes dans le LCR. Chez les malades neurocritiques, les paramètres du LCR sont fréquemment confondus par une hémorragie intraventriculaire (IVH). Les leucocytes et les érythrocytes en particulier peuvent varier considérablement en fonction du volume de l'HIV.

Pour ajuster l'IVH, le rapport des leucocytes et des érythrocytes (rapport LE) dans le LCR est couramment utilisé et est l'un des principaux paramètres d'identification des EVDI. Le rapport LE est basé sur l'hypothèse que les érythrocytes et les leucocytes sont répartis de manière homogène dans le LCR. Cette hypothèse n'a jusqu'à présent pas été remise en cause. Cependant, il ressort clairement de la tomodensitométrie (TDM) que le sang se sédimente dans les ventricules, ce qui suggère qu'une distribution homogène est peu probable. Le rapport LE ne tient pas compte du fait que le sang provoque lui-même une inflammation aseptique, entraînant une immigration de leucocytes. De plus, les leucocytes, en particulier les granulocytes, peuvent présenter une flottaison vers le haut ou une antisédimentation, une propriété qui s'est avérée exacerbée chez les patients gravement malades. Ainsi, les leucocytes peuvent sédimenter à une vitesse plus lente que les érythrocytes, ce qui peut encore biaiser la distribution intraventriculaire CSF/sang vers l'hétérogénéité.

En raison des agents pathogènes spécifiques, des caractéristiques des patients et des facteurs de confusion, l'identification précoce des EVDI s'est avérée difficile et aucun paramètre du LCR, seul ou dans son ensemble, n'a encore été démontré pour prédire ou identifier de manière fiable les EVDI. En tant que tels, les algorithmes basés sur les paramètres du LCR et les symptômes cliniques analysés en routine sont ambigus et le diagnostic est souvent basé sur "l'opinion d'experts". Il en résulte une utilisation excessive d'antibiotiques à large spectre et une grande variation dans la pratique clinique, avec jusqu'à 10 à 20 patients traités pour chaque véritable infection. De plus, la principale métrique des diagnostics EVDI, le ratio LE, est basée sur l'hypothèse incertaine que les cellules sont réparties de manière homogène dans le LCR. Si, et comment, cela affecte les paramètres du LCR analysés en routine, cela reste à étudier. Compte tenu de la précision douteuse des méthodes indirectes actuelles d'identification des EVDI, il existe un besoin d'outils plus rapides et plus précis pour la détection et l'identification microbiologiques directes dans le diagnostic de l'EVDI.

L'utilisation des techniques émergentes de séquençage de l'ADN bactérien dans la médecine des maladies infectieuses augmente. Malheureusement, ces techniques pour CSF avec des amorces couvrant les bactéries spécifiques trouvées dans les EVDI n'ont pas encore été vérifiées. De plus, en raison de l'absence de flux de travail établis 24 heures sur 24 autour de ces méthodes, les résultats de ces techniques ne sont pas encore facilement disponibles dans les délais nécessaires pour décider d'initier ou non un traitement. Cependant, il a été démontré que les méthodes de PCR régulières permettent d'identifier les bactéries chez une grande partie des patients atteints de septicémie sévère cliniquement suspectés présentant des hémocultures négatives. Fait intéressant, ce groupe avait la mortalité la plus élevée, ce qui suggère que les découvertes bactériennes positives n'étaient pas seulement dues à l'utilisation d'une technique trop sensible. Les techniques de séquençage de l'ADN bactérien peuvent avoir le potentiel de présenter une sensibilité plus élevée par rapport aux cultures bactériennes conventionnelles dans un laps de temps plus court.

L'acide ribonucléique ribosomal 16s (ARNr 16s) est un composant de la sous-unité 30s ribosomique procaryote et est présent dans toutes les formes de vie procaryotes. Il a été démontré que l'utilisation du séquençage de l'ARNr 16s permet d'identifier de manière fiable les bactéries dans les fluides corporels normalement stériles, tels que le LCR, par rapport aux cultures bactériennes. Les ARNr 16s présentent également l'avantage de pouvoir identifier des bactéries non viables, présentant ainsi potentiellement une plus grande sensibilité chez les patients ayant subi un traitement antibiotique avant le prélèvement, ce qui en fait une cible prometteuse pour le séquençage de l'ADN bactérien. Cependant, le séquençage de l'ARNr 16s n'a pas été étudié de manière approfondie pour les EVDI.

L'optotracing est une nouvelle méthode d'identification des bactéries et des biofilms bactériens. La méthode est basée sur des oligothiophènes conjugués luminescents (LCO), un polymère qui présente des propriétés optoélectriques. L'interaction entre les LCO et les produits de biofilm ou les bactéries conduit directement à une émission fluorescente spécifique à la cible qui permet une détection optique. La méthode a récemment été trouvée pour identifier de manière fiable le biofilm produisant des E. Coli uropathogènes chez les patients souffrant d'infection des voies urinaires. De plus, la méthode a pu faire la différence entre une urine saine et infectée indépendamment de la détection de produits de biofilm. Les polymères optoélectriques sont des molécules polyvalentes permettant une modification facile qui peut permettre une interaction spécifique à une cible adaptée, permettant potentiellement l'utilisation de l'optotracing comme méthode d'identification bactérienne rapide spécifique dans les diagnostics EVDI.

En plus de l'optotracing, la détection électrochimique de l'activité métabolique bactérienne (REDOX) a récemment été étudiée comme une nouvelle méthode de détection bactérienne. REDOX exploite les capacités réductrices des bactéries. Cette propriété a permis la création d'une matrice de test rapide et très sensible utilisant des polymères aux propriétés semi-conductrices agissant comme un accepteur d'électrons. Cette méthode permet de mesurer l'activité métabolique des bactéries en temps réel en mesurant le courant induit par transfert direct d'électrons de la bactérie à la surface du polymère ou indirectement, par libération de composés actifs redox. L'utilisation de polymères conducteurs et optoélectriques pour détecter les bactéries représente un nouveau domaine de recherche passionnant avec des applications cliniques prometteuses qui peuvent permettre des diagnostics microbiologiques directs, précis et rapides et permettre une surveillance en temps réel de la croissance bactérienne.

L'objectif global de ce projet est d'étudier de nouvelles méthodes de détection bactérienne directe dans le diagnostic EVDI afin d'évaluer si ces méthodes peuvent être utilisées pour guider le traitement afin de réduire le traitement excessif avec des antibiotiques à large spectre chez les patients atteints de maladies neurocritiques.