Brevet FR2344840A1 — publié le 19771014

La présente invention concerne-en général la détermination de l'efficacité des antibiotiques sur les micro-organismes, et en particulier un dispositif et un procédé permettant de réaliser des essais de susceptibilité aux antibiotiques sans isoler les micro-organismes Le mode opératoire clinique de routine qui permet de déterminer la sensibilité des micro-organismes aux antibiotiques est fondamentalement une opération en deux temps dont l'achèvement nécessite au moins 48 heures. Le premier temps- consiste à cultiver le micro-organisme à partir d'un échantillon, et dans ce cas-là on isole le micro-organisme. Le second temps consiste à soumettre le micro-organisme isolé à l'action de différents antibiotiques de façon à déterminer lequel inhibe la croissance du microorganisme.Bien entendu, pendant le temps nécessaire pour procéder aux essais de susceptibilité, l'état d'un patient risque d'empirer ou de se modifier spectaculairement. I1 est donc impératif de déterminer l'antibiotique approprié et de l'administrer aussitôt que possible. L'un des objectifs principaux de la présente invention est de procurer un dispositif et un procédé permettant de conduire des essais de susceptibilité aux antibiotiques en un temps relativement court, qui peut ne pas dépasser huit heures. Un autre objectif de l'invention est de procurer un dispositif et un procédé du type susmentionné, avec examen direct de l'échantillon clinique sans isolement du micro-organisme soupçonné. Un autre objectif de l'invention est de procurer un dispositif d'utilisation simple et ne nécessitant pas de techniciens très-qualifiés. Ces objectifs, notamment, ainsi que les avantages de l'invention, ressortiront de la description détaillée qui va suivre. La présente invention est concrétisée par un appareil et un procédé qui, fondamentalement, consiste à introduire un spécimen dans des mélanges d'un milieu de culture sélectif et d'antibiotiques connus. Si le spécimen contient un micro-organisme qui est favorisé par le milieu de culture d'un mélange, et si ce micro-organisme n'est pas susceptible à l'antibiotique, les caractéristiques optiques du mélange se modifient. Sur la planche de dessins annexée, les mêmes repères et les mêmes lettres désignent les memes pièces dans tous les cas, et La figure 1 est une vue de dessus d'une cassette construite conformément à la présente invention et la concrétisant La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1 La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1 ; et La figure 4 est une vue en perspective montrant le spécimen dilué lors de son introduction dans la cassette. Sur la figure 1, C désigne une cassette permettant de procéder à des essais de susceptibilité aux antibiotiques, c1est-à-dire à des essais visant à déterminer les effets d'antibiotiques connus, qui sont contenus dans la cassette C, sur un micro-organisme introduit dans cette cassette C. La cassette C permet également 1' identification du micro-organisme. La cassette C est de forme rectangulaire, et mesure de pr8férence- environ 5,7 cm sur 9,1 cm et est épaisse d'environ 3,2 mm. Le long de l'un de ses petits bords, la cassette C présente deux échancrures espacées 2 de mise en place, tandis que chacun de ses grands bords présente une échancrure 4 de préhension qui s'ouvre vers l'extérieur de la cassette près du bord dans lequel est pratiquée chacune des échancrures 2 de mise en place.Les échancrures de mise en place 2 et les échancrures de préhension 4 permettent la manipulation mécanique de la cassette C en vue de l'examen notamment. Près de l'un de ses grands bords, la cassette C porte un code dridentifica tion approprié sur l'une de ses grandes surfaces, et ce code identifie le patient, le type de milieu de culture, la date de l'échantillon, etc... La cassette C comporte un corps rigide sous la forme d'une plaque 10 en matière plastique qui a la même dimension et la même forme que la cassette C, et qui comporte donc les échancrures 2 et 4. La plaque 10 comporte des creux 12 de culture qui sont disposés en plusieurs groupes ou rangs transversaux. Près de chaque creux 12 de culture, la placue 10 comporte en outre deux cavités 14 et 16 de trop-plein, et ces cavités sont reliées aux creux 12 par l'intermédiaire de canaux 18 et 20 de trop-plein. Les creux 12 elles cavités 14 et 16 de trop-plein traversent complètement la plaque 10. Les creux J2 sont tous reliés les uns aux autres par une branche longitudinale 24 d'alimentation, des branches latérales 26, et des branches terminales 28, toutes ces branches formant des saignées qui ne s'ouvrent que sur une seule face de la plaque 10. La branche longitudinale 24 d'alimentation longe l'un des grands bords latéraux de la plaque 10 et est parallèle à ce bord latéral, et est coupée par un certain nombre des branches latérales transversales 26, une branche latérale 26 correspondant à chaque rang de creux 12. Les différents creux 12 sont reliés aux branches latérales 26 par l'intermédiaire des branches terminales 28, lesquelles sont assez longues pour empêcher la migration du contenu des creux adjacents pendant le laps de temps qui intéresse l'observateur. Les branches terminales 28 conduisent aux creux 12 eux-mêmes et non aux cavités 14 et 16 de trop-plein qui correspondent a ces creux. Un orifice 30 de remplissage est prévu entre la branche longitudinale 24 et le bord latéral adjacent qui est parallèle à cette branche 24. L'orifice 30 de remplissage s'ouvre dans le passage longitudinal 24 et à l'opposé du bord latéral. La partie extérieure de l'orifice 30 de remplissage est occupée par une cloison 32 étroitement ajustée. Tous les creux 12 de culture de la cassette C contiennent le même milieu de culture sélectif qui favorise un micro-organisme spécifique, en ce sens que seul ce micro-organisme, lorsqu'il sera entretenu par le milieu de culture, modifiera les caractéristiques de transmission de la lumière du milieu de culture d'une manière caractéristique pré-déterminée, liée au temps. Le milieu de culture est à l'état lyophilisé et se réhydrate au moment même où on y introduit le spécimen. En fait, le milieu de culture subit une modification optique par suite de l'action métabolique du micro-organisme spécifique, et si, dans la plupart des cas, le micro-organisme ainsi favorisé croit ou se multiplie dans le milieu sélectif, la croissance n'est pas nécessaire pour provoquer la modification optique caractéristique. D'autres micro-organismes qui pourraient vivre et/ou se multiplier dans le milieu de culture ne provoqueront pas la modification optique caractéristique. Par conséquent, lorsque l'on observe la modification optique caractéristique, il est évident que le micro-organisme spécifique vit dans le milieu de culture. Etant donné que ce milieu de culture est à l'état lyophilisé, on peut conserver la cassette C pendant des laps de temps relativement longs. Cependant, le milieu de culture doit se rehydrater avant d'être capable d'entretenir le micro-organisme spécifique pour que ses caractéristiques de transmission de lumière se modifient.Le milieu de culture sélectif est habituellement le même pour tous les creux 12 de la cassette C, mais il peut varier de cassette à! cassette en fonction du micro-organisme qui intéresse l'observateur. I1 est également possible de construire une cassette C avec des milieux différents dans les creux 12. Ceci est commode lorsque l'aspect extérieur de la maladie réduit le champ d'investigation à quelques micro-organismes. Dans au moins un des creux 12, il est courant que le milieu de culture sélectif ne comporte pas d'antibiotique qui risque d'être nuisible pour le micro-organisme qui intéresse l'observateur. Dans chacun des autres creux 12, le milieu de culture se trouve mélangé avec un antibiotique qui est susceptible de nuire aux micro-organismes choisis. Les antibiotiques, ou leurs mélanges, peuvent varier d'un creux 12 à l'autre, et les deux creux 12 différents peuvent comporter le même antibiotique, mais à des concentrations différentes. Ainsi, les micro-organismes ne vivront et ne se multiplieront pas dans les creux 12 contenant un antibiotique auquel le micro-organisme favorisé est susceptible, pourvu que l'antibiotique soit présent à une concentration suffisante. Chaque grande surface de la plaque 10 est recouverte d'un ruban transparent 34 qui est assez large et assez long pour recouvrir complétement et fermer tous les creux 12, les cavités 14 et 16 de trop-plein, les canaux 18 et 20 de trop-plein, et les passages 24, 26 et 28 de remplissage. Le ruban 34 a la propriété de laisser l'air entrer dans les creux 12 et d'empêcher l'eau et les micro-organismes de s'échapper. Pour procéder à un essai de susceptibilité aux antibiotiques à l'aide de la cassette C, on dilue un spécimen, soupçonné de renfermer un micro-organisme nuisible, dans une quantité prédéterminée d'eau contenue dans un réservoir 36. L'extrémité inférieure du réservoir 36 porte une aiguille 38 qui en fait saillie, et on introduit cette aiguille dans la cloison 32 pour mettre en communication l'orifice 30 de remplissage et l'intérieur du réservoir 36 (figure 4). Une fois que le réservoir et la cassette C sont raccordés par l'aiguille 38, on crée un vide de l'ordre de 40 mm de mercure dans les passages 24, 26 et 28 de remplissage ainsi que dans les creux 12 de la cassette C, en reliant une pompe à vide à l'extrêmité supérieure du réservoir 36. Ainsi, on évacue l'intérieur de la cassette C à travers l'eau qui se trouve dans le réservoir 36. Dès que le vide recherché est obtenu, on relie à l'atmosphère l'extrêmité supérieure du réservoir 36 pour que la pression qui stexerce sur le mélange diluant refoule ce mélange dans la cassette C. Ainsi, le mélange diluant prend la place de l'air evacué. En fait, le mélange diluant coule très rapidement dans les passages 24, 26 et 28 de remplissage, et, de là, dans les creux 12 où il réhydrate le milieu de culture. Le mélange diluant et le milieu de culture débordent en outre dans les canaux 18 et 20 de trop-plein et les cavités 14 et 16 de trop-plein à leurs extrêmités. L'air qui reste éventuellement dans le passage 22 et les creux 12 se rassemble dans les cavités 14 et 16 de trop-pldin. I1 faut noter que, si le ruban 34 laisse entrer l'air dans les creux 12, ses pores sont assez petits pour que le vide créé par la pompe subsiste assez longtemps pour réaliser un remplissage correct lors du relâchement du vide. On place ensuite la cassette C dans un environnement chauffé pour faire incuber les micro-organismes qui se trouvent éventuellement dans les creux 12. En supposant que le milieu de culture utilisé dans la cassette C favorise le micro-organisme dans le mélange diluant, ce microorganisme restera viable et vitra -. dans le creux 12 renfermant le milieu de culture pur. Par conséquent, le micro-organisme croîtra et son action métabolique fera subir au milieu de culture une modification de ses caractéristiques optiques. Etant donné que l'on connaît le micro-organisme favorisé par le milieu de culture, ainsi que la nature de la modification des caractéristiques optiques qui est provoquée par le micro-organisme, la modification des caractéristiques ontiques du creux 12 qui contient le milieu de culture pur permet d' i'entifier le micro-organisme. Ce n'est pas seulement le creux 12 contenant le milieu de culture pur qui subit une modification de ses caractéristiques optiques, mais aussi tous les autres creux 12 qui contiennent un antibiotique auquel le micro-organisme n'est pas susceptible. D'autre part, tout creux 12 contenant un antibiotique de concentration insuffisante subira lui aussi une modification de ses caractéristiques optiques. En d'autres termes, le microorganisme favorisé vivra dans tous les puits 12 où l'antibiotique n'est pas efficace ou ne se trouve pas à une concentration suffisante. Mais l'absence d'une modification quelconque des caractéristiques optiques révèle que l'antibiotique est efficace contre ce micro-organisme. Etant donné que l'on connaît l'antibiotique qui se trouve dans chaque creux 12, on est en mesure de déterminer -quels antibiotiques combatt ront le microorganisme. Des modifications significatives des caractéristiques optiques des creux 12 se produisent au moins 2 heures après l'introduction du mélange diluant et après incubation pendant 14 heures au maximum. On peut observer les modifications à l'oeil nu ou bien à l'aide d'un détecteur électro-optique. Le détecteur électro-optique projette la lumière à travers les creux 12 et mesure l'intensité de la lumière au-delà des creux 12. Une modification d'intensité importante révèle la croissance ou l'action métabolique du micro-organisme favorisé dans un creux 12, et donc que l'antibiotique qui se trouve dans ce creux 12 n'est pas efficace contre le micro-organisme favorisé. EXEMPLE On utilise le bouillon coliforme qui est décrit dans le Brevet belge- N0799 798 pour détecter des micro-organismes coliformes (Escherichia coli) qui se trouvent surtout dans les matières fécales et provoquent une infection entérique. On prépare ce bouillon en dissolvant 10 g de lactose et 10 g de "gélysat" dans 1 litre d'eau distillée. On ajoute ensuite de l'acide chlorhydrique ou de la soude pour porter le pH à 7,4. Puis on ajoute 10 g de désoxycholate de sodium. On peut chauffer le mélange pour dissoudre les ingrédients, mais il ne faut pas le porter à ébullition. Enfin, on stérilise la solution en la filtrant et on ajoute 13,3 mg de vert brillant. On lyophilise le bouillon précédent pour former le milieu sélectif que l'on place dans l'un des creux 12 sous sa forme pure. Pour chaque litre de milieu avant lyophilisation, on peut ajouter l'un des antibiotiques suivants aux concentrations indiquées de façon à former un mélange pour les autres puits 12 Ampicilline 0,03 g Cephalothine 0,1 g Colistine 0,01 g Tétracycline 0,015 g Nitrofurantoine 0,015 g Kanamycine 0,01 g Streptomycine 0,03 g Gentamicine 0,01 g Pour d'autres milieux sélectifs, on utilise des concentrations similaires. REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant de procéder à des essais de susceptibilité aux antibiotiques sur des spécimens cliniques, comprenant : une plaque dans laquelle sont ménagés des creux de détection et des passages de remplissage qui mènent à ces creux ; et un mélange de milieu de culture et d'antibiotiques connus dans au moins certains des creux de détection, le milieu de culture étant sensible aux micro-organismes, en ce sens que les caractéristiques optiques du milieu de culture ne se modifient d'une manière pré-déterminée que lorsqu'un micro-organisme est entretenu dans le milieu de culture. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu de culture est sélectif en ce sens qu'il ne subit une modification pré-déterminée de ses caractéristiques optiques que- lorsqu'un micro-organisme spécifique est entretenu par lui. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le même milieu de culture sélectif se trouve dans tous les creux-, mais les antibiotiques sont différents dans au moins certains des creux. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins un des creux ne contient que le milieu de culture sélectif, et non un antibiotique nuisible au micro-organisme choisi. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen qui ferme les extrêmités des creux de façon à retenir le milieu de culture dans les creux, ledit moyen étant transparent pour que l'on puisse observer le milieu de culture, et laissant entrer l'oxygène dans les creux pour entretenir les micro-organismes dans le milieu de culture. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen qui ferme les extrêmités des creux est un ruban qui est tendu sur la plaque et collé à la surface de cette dernière. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la plaque comporte également un orifice de remplissage qui va de l'extérieur de la plaque auxpassagesde remplissage, et en ce qu'une cloison est disposée dans l'orifice de remplissage. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la plaque comporte également des cavités de trop-plein qui communiquent avec chaque creux de détection en aval de l'entrée des passages de remplissage dans ces mêmes creux. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite plaque a une forme rectangulaire avec des grandes surfaces parallèles et un bord périphérique, lesdits creux étant disposés en rangs transversaux et allant de l'une des surfaces de la plaque à l'autre, la plaque comportant également un orifice de remplissage qui s'ouvre à l'opposé du bord périphérique, lesdits passages de remplissage comportant une saignée d'alimentation qui est reliée à l'orifice de remplissage et qui se prolonge longitudinalement au-del des extrêmités de certains des rangs, des saignées laterales orientées transversalement la saignée d'alimentation, au moins certaines des saignées latérales passant entre les rangs de creux adjacents, et des saignées terminales reliant les saignées latérales aux creux, une saignée terminale distincte correspondant à chaque creux, et les saignées d'alimentation, latérales et terminales s'ouvrant toutes à l'opposé de l'une des grandes surfaces de la plaque, un moyen pour fermer l'orifice de remplissage, un premier ruban tendu par-dessus ladite grande surface de la plaque dans laquelle s'ouvrent les creux et les saignées, et fermant les extrémités des creux et les côtés des saignées au -niveau de cette grande surface, et un second ruban qui est tendu sur l'autre grande surface et qui ferme les autres extrémités des creux, les rubans étant tous deux transparents et collés étroitement aux surfaces sur lesquelles ils sont tendus, pour que les creux et les saignées soient isolés de l'atmosphère environnante, au moins l'un des rubans ayant des pores assez gros pour laisser entrer l'air dans les creux mais assez petits pour empêcher l'eau et les microorganismes de s'échapper des creux. 10. Procédé de détermination de la susceptibilité d'un microorganisme spécifique aux antibiotiques, consistant : à évacuer l'air d'un creux dans lequel se trouve un milieu de culture sélectif, et de creux dans lesquels se trouvent des mélanges du milieu de culture sélectif et d'antibiotiques connus1 ledit milieu de culture favorisant le micro-organisme spécifique de manière telle que les caractéristiques optiques d'un mélange du milieu de culture et d'eau se modifient d'une manière pré-déterminée lorsque le micro-organisme favorisé est entretenu et nourri par le milieu; à remplacer l'air évacué par un mélange diluant composé essentiel lement d'un spécimen dilué dans l'eau pour que le mélange diluant se combine au milieu de culture sélectif qui se trouve dans les creux ; à faire incuber l'ensemble du mélange formé par le milieu de culture, l'antibiotique et le mélange diluant ; et à observer les modifications des caractéristiques optiques qui se produisent dans les creux. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le milieu de culture est à l'état lyophilisé, et réhydraté par l'eau du mélange diluant. 12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que l'on observe les creux en projetant de la lumière à travers eux et en mesurant l'intensité de la lumière qui sort des creux.