L’équipe utilise la diffusion Raman améliorée en surface pour caractériser les infections dans les fluides biologiques

L’équipe utilise la diffusion Raman améliorée en surface pour caractériser les infections dans les fluides biologiques

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Chaque année, les diagnostics médicaux s’améliorent grâce au formidable développement de nouvelles méthodes permettant de détecter avec précision les nombreuses molécules différentes présentes dans les fluides biologiques lors d’une infection. Néanmoins, l'analyse rapide, voire en temps réel, des infections bactériennes, fongiques ou virales est encore loin d'être idéale. C'est pourquoi de nombreux efforts sont déployés dans le monde entier pour améliorer les méthodes permettant de diagnostiquer le plus rapidement et le moins invasivement les infections de diverses natures. étiologies.

Récemment, des scientifiques de l'Institut de chimie physique de l'Académie polonaise des sciences, dirigés par le professeur Agnieszka Kamińska, ont présenté un moyen efficace de distinguer le type d'infection dans les fluides biologiques en utilisant la technique de diagnostic de diffusion Raman améliorée en surface. Ils ont réussi à résoudre les complexités du diagnostic rapide de la fertilité et des maladies dans les fluides biologiques des femmes.

L'article de l'équipe est publié dans la revue Capteurs et actionneurs B : Chimique.

Avant cette étude, les méthodes basées sur la connaissance de la fécondité (FABM) restaient une méthode permettant d'augmenter les chances de conception en différenciant la surveillance de la glaire cervicale (CMM). Malheureusement, cette méthode ne donne des résultats plus précis que pour les couples fertiles et non pour les couples infertiles.

Comme pour la fertilité, l’analyse microscopique des pertes vaginales colorées au Gram pour visualiser l’agent causal spécifique est la méthode de diagnostic la plus couramment utilisée. Bien que des tentatives aient été faites pour lutter contre le cancer du col de l'utérus et l'infection par le virus du papillome humain (VPH) à l'aide de Raman et de méthodes associées, les problèmes d'infertilité et d'infection vaginale à l'aide d'une telle technique restent un mystère.

Les résultats démontrés par les chercheurs de l'IPC PAS étaient basés sur le suivi de la réponse spectrale des fluides de l'appareil reproducteur féminin, y compris trois types de fluides, à savoir le liquide vaginal, le liquide menstruel et les taches menstruelles, à l'aide de la spectroscopie Raman améliorée en surface (SERS). ) et une méthode chimiométrique, qui, ensemble, fournissent un aperçu au niveau moléculaire de la composition des sécrétions vaginales.

Comme la composition des sécrétions vaginales est complexe (de nombreux composés tels que les acides organiques, la pyridine, la peptidase vaginale, les lipides, les phospholipides, les acides aminés, les acides gras, les glucides, les glycoprotéines, les protéines et les immunoglobulines), ils peuvent également être enrichis avec d'autres des molécules spécifiques, notamment des hormones, en fonction de la phase du cycle menstruel, ce qui rend difficile le diagnostic précis d'une infection à un stade précoce ou la reconnaissance de l'étiologie.

Néanmoins, les méthodes proposées permettent un diagnostic dans les phases fertiles et infertiles avec une grande précision sans affecter les signaux de déséquilibre hormonal dans le corps, tout cela grâce à des mesures de l'interaction de la matière avec la lumière, où ont été mesurées les bandes uniques pour les vibrations particulières des molécules. Les diagnostics avec les outils proposés ont été effectués pour deux cycles menstruels indépendants au cours desquels les patientes étaient à la fois en bonne santé et luttaient contre des infections telles que la candidose vulvo-vaginale, la vaginose bactérienne, la gonorrhée et souffraient d'une co-infection.

Parce que les chercheurs ont optimisé les conditions analytiques pour une mesure précise des spectres et mis en œuvre des algorithmes pour adapter le SERS aux différents aspects biologiques de la détection, leur outil de diagnostic ne nécessite pas de prétraitement des échantillons, d'étiquetage ou d'écouvillonnage, ce qui le rend beaucoup plus simple et moins coûteux que tests de diagnostic classiques.

Selon l'auteur principal de l'équipe, “Nous avons étudié la manifestation spectrale des changements hormonaux et de l'inflammation vaginale et effectué une analyse SERS en fonction du temps du matériel clinique prélevé dans les fluides biologiques au cours des cycles menstruels complets ainsi que de ceux aux prises avec différents types de infections, notamment bactériennes, fongiques, co-infections et gonorrhée. L'analyse spectrale a été soutenue par la méthode de régression partielle des moindres carrés (PLSR) pour obtenir un aperçu plus approfondi des spectres et trouver des différences non visibles à l'œil nu.

Outre les avantages économiques et opérationnels, les diagnostics SERS peuvent être effectués tout au long du cycle menstruel, ce qui en fait un pas en avant dans le diagnostic de nombreuses autres maladies pouvant être influencées par de nombreuses hormones différentes présentes dans les fluides biologiques.

L'étude a montré que l'intensité des hormones concernées [e.g., luteinizing hormone (LH), folliculotropic hormone (FSH), progesterone and oestradiol], qui est étroitement corrélée à la formation et à la rupture du follicule lorsque la fécondation ne se produit pas, peut être caractérisée à l'aide de la technique SERS. Par conséquent, les informations enregistrées sur les spectres et provoquées par le jour du cycle menstruel n'affectent pas la lecture de la condition en raison des associations spécifiques des données spectrales et de l'analyse PLSR utilisée.

“Nos études montrent que les infections vaginales entraînent un effet spectral plus significatif que le cycle menstruel. L'infection peut être reconnue par une analyse SERS en fonction du temps grâce à la présence de caractéristiques qui fournissent un aperçu spectral du modèle moléculaire des fluides, même dans des contextes biologiques très complexes. fluides”, remarque la première auteure, Sylwia M. Berus.

Les résultats présentés ici constituent une base importante pour la recherche qui comprendra une analyse SERS détaillée des agents étiologiques en relation avec le diagnostic des infections vaginales. De plus, la technique proposée constitue un outil puissant et prometteur pour une analyse rapide et non invasive, même dans le cadre d’enquêtes médico-légales.

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