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À Jouy-en-Josas, E. coli testée comme capteur biologique

Une équipe de Micalis a classé des plasmas selon le risque de Covid sévère en observant la croissance d’une bactérie non modifiée.

Bactérie observée dans un laboratoire

À Jouy-en-Josas, des chercheurs de l’institut Micalis ont utilisé une souche ordinaire d’Escherichia coli comme un lecteur biologique. Placée au contact du plasma de patients atteints du Covid-19, la bactérie ne pousse pas toujours de la même manière. Les variations de sa croissance ont permis d’anticiper si la maladie évoluerait vers une forme légère ou sévère.

L’étude, publiée dans Cell Systems, repose sur 100 échantillons : 27 témoins négatifs, 37 cas légers et 36 cas sévères. Le résultat pronostique concerne les 73 patients infectés. Un modèle statistique analysant les courbes bactériennes a correctement séparé les deux groupes dans 86 % des cas. Il les distingue nettement, avec un score de 0,90 sur 1.

Cette performance a été obtenue par validation croisée, en testant le modèle sur des données qui n’avaient pas servi à l’ajuster. C’est plus solide qu’un calcul réalisé sur toute la cohorte, mais la méthode n’a pas encore été validée sur de nouveaux patients recrutés dans un autre hôpital.

La bactérie, elle, n’a été ni entraînée ni modifiée génétiquement. Elle réagit simplement à son environnement. Selon la composition du plasma, son démarrage, sa vitesse de multiplication et le niveau atteint par la culture changent. Un programme informatique lit ensuite cette courbe et l’associe à une catégorie clinique.

La plupart des capteurs biologiques sont conçus pour reconnaître une cible choisie à l’avance. Ici, les chercheurs ne demandent pas à E. coli de repérer une molécule particulière. Ils exploitent sa réaction globale à un mélange complexe. Sa courbe de croissance rend alors visibles des différences de composition du plasma difficiles à mesurer directement.

Cette idée distingue le travail mené à Micalis. Elle consiste moins à programmer le vivant qu’à exploiter ses réactions naturelles d’adaptation. L’ordinateur reste indispensable pour interpréter la réponse, mais la bactérie effectue une première conversion du signal sans qu’il faille construire un nouveau circuit génétique pour chaque problème.

Le dispositif reste un montage de laboratoire. Les plasmas ont dû être prétraités pour favoriser la croissance bactérienne, et la présence d’antibiotiques empêche E. coli de jouer son rôle. La méthode doit encore être testée sur une cohorte indépendante et démontrer qu’elle produit des résultats reproductibles hors de l’équipe qui l’a conçue. Les chercheurs ne publient pas encore de durée complète ni de coût par analyse permettant une comparaison avec les examens hospitaliers.

Le projet a été coordonné par Micalis, à Jouy-en-Josas, où microbiologie et biologie des systèmes sont réunies au sein d’une même unité de recherche. Il associe aussi le CHU Grenoble Alpes, l’Université Grenoble Alpes et le CEA.

D’autres échantillons cliniques et la surveillance des eaux usées figurent parmi les pistes envisagées. À Jouy-en-Josas, la prochaine étape sera surtout de vérifier que cette réponse bactérienne reste stable d’une expérience à l’autre et peut être reproduite dans d’autres laboratoires.

Sources consultées
  1. Cell SystemsLiving bacterial reservoir computers for information processing and sensing
  2. INRAEUne bactérie capable de prédire l’évolution d’une maladie
  3. Institut MicalisL’institut Micalis