dimanche 13 mars 2016

Nouveau programme d'ordinateur portable peut identifier la résistance aux médicaments de génomes bactériens

Les scientifiques ont développé un programme facile à utiliser l'ordinateur qui peut rapidement analyser l'ADN bactérien de l'infection d'un patient et prédire quels antibiotiques fonctionnent, et qui va échouer en raison de la résistance aux médicaments. Le logiciel est actuellement à l'essai dans trois hôpitaux du Royaume-Uni pour voir si elle peut aider à accélérer le diagnostic des infections résistantes aux médicaments et permettre aux médecins de mieux cibler la prescription d'antibiotiques.
Le logiciel Mykrobe Predictor, développé par le Dr Zamin Iqbal et ses collègues du Wellcome Trust Centre for Human Genetics, Université d'Oxford, fonctionne sur un ordinateur portable standard ou tablette sans la nécessité d'une expertise spécialisée. Le programme peut analyser l'ensemble du code génétique d'une bactérie en moins de 3 minutes, une fois par échantillon bactérien a été cultivé et son ADN séquencé.
Une étude sur plus de 4500 échantillons de patients rétrospectives, publiés dans Nature Communications, montre que Mykrobe Predictor détecte avec précision la résistance aux antibiotiques dans les deux infections bactériennes mortelles: Staphylococcus aureus (une forme de ce qui provoque SARM) et la tuberculose (TB).
Le logiciel est en cours d'évaluation dans les hôpitaux à Oxford, Brighton et Leeds dans un projet dirigé par le professeur Derrick Crook, qui, en collaboration avec des programmes parallèles à l'Université UCL et Cambridge vise à développer le séquençage du génome entier comme un outil de routine pour le diagnostic et le contrôle des infections au sein du NHS. Le programme est financé par le ministère de la Santé et le Wellcome Trust à travers le Fonds commun Innovation Défi Santé.
Les infections résistantes aux médicaments constituent une menace majeure pour la santé mondiale et pourraient à l'avenir signifie que les infections graves et mortelles deviennent impossibles à traiter. Le problème se développe grâce à la sélection naturelle. Comme les autres espèces, les bactéries sont en constante évolution grâce à des changements subtils dans leur ADN. Certains de ces changements rendent résistants à certains médicaments, ce qui signifie qu'ils sont plus susceptibles de survivre et de transmettre leurs traits résistants à d'autres bactéries.
Une des meilleures façons de prévenir la propagation de bactéries résistantes est de faire en sorte que les patients atteints d'une infection sont traités rapidement avec le bon type d'antibiotique. Mais pour savoir quelle souche particulière de bactéries est la cause de l'infection d'un patient et quels médicaments il est résistant à, les médecins doivent effectuer des tests de sensibilité aux médicaments, où les différents antibiotiques sont appliqués aux bactéries dans une boîte de Pétri pour voir si elles le tuent. Ce processus peut prendre des jours, voire des mois pour des infections à croissance lente comme la tuberculose.
Les scientifiques pensent qu'ils pourraient obtenir la même information beaucoup plus rapide en regardant directement à la séquence d'ADN de la bactérie pour les mutations qui sont connues pour provoquer une résistance. Cependant, l'interprétation de l'information génétique nécessite souvent une grande quantité d'énergie et de l'expertise de bioinformaticiens spécialiste informatique.
Mykrobe Predictor rationalise ce processus en automatisant l'analyse du génome, le recoupement de la séquence d'ADN de la bactérie avec les souches précédentes pour rechercher des mutations de résistance causant et en présentant des informations sur le bogue dans un format facile à comprendre.
Dans cette étude, le logiciel a été en mesure de détecter la résistance aux cinq antibiotiques de première ligne dans plus de 99% des cas de Staphylococcus aureus, correspondant à la performance des tests traditionnels de sensibilité aux médicaments. Pour la tuberculose, où la base génétique de la résistance aux médicaments est moins bien comprise, Mykrobe Predictor correspondait encore la performance des tests ADN actuels (qui ressemblent à des extraits d'ADN, mais pas la totalité de la séquence), la détection de 82,6% des infections résistantes autour de 5-16 semaines plus rapides que les tests traditionnels de sensibilité aux médicaments. Toutefois, contrairement à des tests standard "à base snippet-'ADN, Mykrobe Predictor peut être rapidement mis à jour avec une mise à jour de logiciel simple qui permet aux chercheurs de détecter de nouvelles mutations de résistance à mesure qu'ils évoluent.
Un autre avantage de Mykrobe est qu'il peut identifier les infections où le corps d'un patient, contient un mélange des deux bactéries résistantes aux médicaments et sensibles aux médicaments. Dans cette étude, la capacité de faire la distinction entre ces «sous-populations» bactériennes a donné Mykrobe un avantage sur les tests classiques pour détecter la résistance aux médicaments antituberculeux de deuxième intention. Ceci est important pour le diagnostic des infections telles que «la tuberculose largement résistante aux médicaments» (XDR-TB), qui est résistant à au moins quatre des médicaments antituberculeux de base et est considéré comme une menace mondiale pour la santé publique par l'Organisation mondiale de la santé.
Dr Zamin Iqbal, du Wellcome Trust Centre for Human Genetics à l'Université d'Oxford, auteur principal du document, a déclaré:
«L'un des obstacles à la prise de génome entier le séquençage d'une partie de la routine des soins NHS est la nécessité pour les ordinateurs et l'expertise puissants pour interpréter les masses de données complexes. Notre logiciel gère les données rapidement et présente les résultats aux médecins et aux infirmières de façons qui sont faciles de comprendre, de sorte qu'ils peuvent instinctivement les utiliser pour prendre de meilleures décisions de traitement ».
Co-auteur Professeur Derrick Crook, un microbiologiste de consultant à l'hôpital John Radcliffe et directeur du Service national de l'infection, de la santé publique en Angleterre, a déclaré:
"Le séquençage du génome a le potentiel de transformer la façon dont nous diagnostiquons et traiter les infections bactériennes dans les hôpitaux du NHS, mais l'un des principaux défis développe les bons outils pour nous permettre de déverrouiller cette information rapidement et à moindre coût. Notre but ultime est d'être en mesure de fournir des renseignements complets sur un agent pathogène dans les 24 heures de culture, reliant ces informations à une base de données de surveillance nationale pour permettre le traitement des patients plus rapidement et mieux ciblées ».
Dr Stephen Caddick, directeur des innovations au Wellcome Trust, a ajouté:
"Infections résistantes aux médicaments constituent une menace majeure pour la santé publique mondiale. Les antibiotiques qui étaient autrefois les sauveteurs sont en danger de devenir sans valeur, et dans notre vie nous avons pu voir des infections mineures qui reviennent comme un problème majeur de santé publique. Nous avons besoin de toute urgence de nouvelles stratégies diagnostiques nous permettent de mieux cibler l'utilisation des antibiotiques, et de préserver ainsi l'efficacité de nos antibiotiques existants, et de nouveaux médicaments qui sont développés à l'avenir. "