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Des chercheurs développent une puce qui capture la matière noire microbienne dans l'air, l'eau et le sol : un nouvel outil pour la biotechnologie et la médecine

Des intestins humains au fond de la mer : Les micro-organismes peuplent presque tous les habitats, aussi hostiles soient-ils. Leur grande variété de stratégies de survie présente un énorme potentiel en biotechnologie. La plupart de ces organismes, cependant, sont inconnus, car ils ne peuvent pas être cultivés. Pour mieux utiliser cette “matière noire microbienne”, une équipe de chercheurs du Karlsruhe Institute of Technological know-how (Package) vient de mettre au issue une “éponge” en silicone poreux et formable. Intégré dans une puce, le matériau aspire les micro-organismes de l’environnement, qui peuvent ensuite être appliqués pour d’autres recherches. Les résultats sont publiés dans ACS — Used Materials and Interfaces.

“Il est assez surprenant que personne n’ait jamais pensé à utiliser du silicone médical pour la colonisation des bactéries”, déclare Christof Niemeyer, professeur de biologie chimique à l’Institut des interfaces biologiques-1 du Kit. Les avantages sont évidents, souligne-t-il. Le polymère spécial utilisé par exemple pour les implants mammaires n’interagit pas avec son environnement. Il peut être modifié facilement, a une longue durée de vie et est peu coûteux. Niemeyer et son équipe sont tombés dessus par hasard. Les résultats ont dépassé leurs attentes, dit le chimiste. “Le matériau peut absorber les micro-organismes de l’environnement, qu’il soit humide ou sec. Pour cela, le silicone a dû être transformé en une composition poreuse semblable à une éponge”, explique-t-il.

“Capture” de bactéries très différentes

Des expériences ont révélé que cette éponge en silicone seize une très large gamme de micro-organismes dans ses trous. Dans l’air sec d’un élevage de volailles, l’équipe a identifié des espèces d’Actinobacteriota. Ces micro-organismes sont nécessaires à la generation d’antibiotiques. De in addition, ils peuvent être appliqués pour produire des substances destinées à traiter certaines maladies cancéreuses. “Avec l’éponge, nous pouvons attraper de nouvelles bactéries qui pourraient profiter à la biomédecine”, pense Niemeyer.

Quelque chose de similaire s’est produit lorsque l’éponge en silicone a été immergée dans une piscine pour cultiver le sandre. Les chercheurs ont trouvé de nombreuses bactéries appartenant au groupe de radiation des phylums candidats, bien additionally que dans le matériel conventionnel disponible dans le commerce. “Ces micro-organismes représentent environ 70 % de la matière noire microbienne, automobile ils n’étaient pas cultivables jusqu’à présent”, explique le professeur Anne-Kristin Kaster. Avec son équipe du Package Institute for Biological Interfaces-5, elle a analysé les micro-organismes capturés à l’aide de la dernière technologie de séquençage.

Éponge en silicone fabriquée avec du sel de table

L’équipe a également prouvé que l’éponge peut enrichir des bactéries sélectionnées, si elle est préparée en conséquence. Par exemple, les micro-organismes traitant le glyphosate ont été “attirés” dans l’éponge à l’aide de ce pesticide. Et au call des échantillons de sol, le matériau poreux a été colonisé par des microbes en quelques jours.

Pour rendre le silicone médical habitable pour les micro-organismes, les chercheurs ont dû traiter le matériau d’une nouvelle manière. L’équipe a ajouté du sel de desk au polymère, qui a ensuite été dissous à nouveau. En conséquence, de petits trous reliés par de petits passages se sont développés. La construction de sort éponge souhaitée a été obtenue. Pour les purposes, les chercheurs ont alors formé une “puce”. Cette petite unité est constituée du même silicone que l’éponge, mais sous sa forme homogène plutôt que poreuse.

“La puce en silicone, c’est-à-dire la combinaison d’une éponge et d’une puce, peut être produite facilement avec des méthodes normal dans presque toutes les tailles et tous les nombres”, déclare Niemeyer. “L’outil de recherche robuste obtenu peut être utilisé dans presque tous les environnements. Tout indique que cette puce est parfaitement adaptée à l’étude systématique de la matière noire microbienne. Elle ouvre des possibilities intéressantes pour la tradition de micro-organismes qui ne pouvaient pas être cultivés jusqu’à présent..”

Les principaux auteurs ont déposé une demande de brevet pour la puce en silicone. (ah)