Des hologrammes accélèrent le diagnostic des infections urinaires
Un système qui analyse l’urine à l’aide d’hologrammes pourrait permettre de diagnostiquer plus rapidement les infections des voies urinaires (IVU) et de surveiller le contenu de l’urine en temps réel.
Des hologrammes diagnostiquent des infections
Les tests d’urine les plus courants sont utilisés depuis des décennies. Il s’agit généralement de tests à la bandelette pour détecter les globules rouges et les globules blancs, ou bien ils requièrent l’envoi de l’urine à un laboratoire pour rechercher des bactéries.
Si ces méthodes sont relativement bon marché et simples, elles ne sont pas toujours très sensibles, ce qui peut poser problème étant donné que les personnes souffrant d’une infection urinaire peuvent boire de l’eau pour soulager leurs symptômes et produire ainsi une urine très diluée.
Nicholas Durr, de l’université Johns Hopkins (Maryland), et ses collègues ont conçu un outil qui, à partir d’un échantillon d’urine, produit un hologramme – une représentation en 3D d’un objet basé sur des informations détaillées provenant de la lumière avec laquelle il interagit.
Durr et son équipe ont utilisé un laser pour faire passer de la lumière à travers un échantillon d’urine qui avait été enrobé dans une substance gélatineuse afin d’immobiliser les particules flottantes qu’il contenait, puis ils ont enregistré le motif lumineux avec une caméra.
Ces hologrammes sont produits avec un laser
« Nous enregistrons plus d’informations que ce que vous faites avec une caméra normale », explique Durr. « Ces informations supplémentaires nous permettent de connaître l’objet tridimensionnel. Nous enregistrons plus d’informations qu’avec un appareil photo normal », explique M. Durr. « Ces informations supplémentaires nous permettent de connaître l’objet tridimensionnel. »
Une fois que la lumière a été capturée par la caméra, elle peut être reconstruite en une image 3D que Durr et son équipe peuvent analyser, ce qui les aide à identifier des objets microscopiques, tels que les cellules, dans l’échantillon d’urine.
Les performances de ce système varient en fonction de la taille des objets à mesurer. Pour les objets relativement grands, tels que les globules rouges, les performances étaient suffisamment bonnes pour que l’on puisse penser qu’il pourrait avoir des applications dans la surveillance du sang dans l’urine. En revanche, les bactéries ont une taille similaire à celle des pixels de la caméra, ce qui rend plus difficile la résolution des cellules bactériennes.
De bons résultats avec de très grands volumes d’urine
Ce système semble néanmoins efficace pour mesurer les concentrations bactériennes globales dans l’urine, car l’holographie fonctionne bien avec les objets qui contiennent de grandes quantités d’espace vide, comme l’urine diluée. « Même si une personne a bu deux litres d’eau avant le test, l’équipe de Durr peut analyser de très grands volumes et obtenir des résultats significatifs », explique Jennifer Rohn de l’University College de Londres.
Selon Jennifer Rohn, la faible résolution des bactéries individuelles pourrait toutefois constituer un inconvénient pour ce système holographique. S’il ne peut pas spécifier le type de bactérie, il sera plus difficile de prescrire l’antibiotique adéquat.
Optimiser ce système
Selon M. Durr et son équipe, les futurs travaux consisteront à étendre ce système afin qu’il ne soit pas seulement adapté à l’analyse d’échantillons d’urine statiques conservés dans des récipients, mais qu’il puisse également analyser l’urine circulant dans des cathéters.
Cela le rendrait plus utile en milieu clinique, car les cathéters sont une source courante d’infections. « Nous savons qu’il est possible, avec le type de système dont nous disposons, d’obtenir des images des débits physiologiques que l’on peut attendre d’une urine typique », explique M. Durr.
Cette recherche a été pré-publiée dans arXiv.
Source : New Scientist
Crédit photo : StockPhotoSecrets