Piégeage et caractérisation de bactéries par cristaux photoniques
Manon TARDIF
INAC/PHELIQS/SINAPS
Lundi 19/11/2018, 13h45-14h45
Amphithéâtre Daniel Dautreppe, CEA-Grenoble

Résumé:

La miniaturisation des systèmes de piégeage optique permet la manipulation et l’analyse d’objets de taillesnano et micrométrique. Ces objets peuvent être inertes (billes de silice ou de polystyrène, nanotubes de carbones) ou biologiques (virus, bactéries, cellules). Les dispositifs de piégeage intégrés sur puces présentent l’avantage de manipuler des objets uniques de manière réversible et à très faible puissance. Cela en fait des systèmes très adaptés à l’étude des objets biologiques, souvent plus fragiles et traditionnellement étudiés à l’échelle de la population dans les méthodes de microbiologie. Ces travaux de thèse portent sur l’étude de différentes bactéries piégées surmicrocavitéslinéiqueset cristaux photoniques bidimensionnels. Nous y démontrons tout d’abord le piégeage de sept espèces bactériennes: E. coli, B. subtilis, S. epidermidis, Y. ruckeri, N. sicca, P. putida etL. innocua. Nous y décrivons les méthodes de caractérisation spatiale et temporelle développées pour extraire de l’information de ce piégeagesur la taille, la forme, la mobilitéet la structure membranaire des bactéries. Un dispositif de piégeage à deux lasers a également été implémenté pour permettre l’analyse fine de l’état d’une bactérie E. colisoumise à un stress thermique. Ces résultats s’inscrivent dans une problématique de diagnostic bactérien, très actuelle au vu del’augmentation de la résistance des bactéries aux antibiotiques. Si aucun changement n’intervient, il est prédit que les infections bactériennes constitueront la première cause de mortalité des pays développés d’ici 2050. Il est donc nécessaire d’élaborer de nouveaux outils de diagnostic plus rapides et plus accessibles afin de limiter la distribution abusive d’antibiotiques qui entraine ce phénomènede résistance.La dernière partie du manuscrit propose également des solutionspour intégrer notre dispositif de piégeage en vue d’ouvrir la voie à de nouvelles applications dans des environnements pathogènes.


Abstract :

The miniaturisation of optical trapping systems allows the manipulation and analysis of nano and micron sized objects. These objects can beinert (silica or polystyrene beads, carbon nanotubes) or biological (viruses, bacteria, cells). Integrated trapping devices on chips have the advantage of handling single objects reversibly and at very low power. This makes them very suitable for the study of biological objects, often more fragile and traditionally studied at the population level in microbiology methods. This work deals with the study of different bacteria trapped onlineic microcavitiesor bidimensionnal photonic crystals. We first demonstrate the trapping of seven bacterial species: E. coli, B. subtilis, S. epidermidis, Y. ruckeri, N. sicca, P. putidaand L. innocua. We describe a spatial and temporal characterisation methods developed to extract information from this trapping on the size, shape, motility and membrane structure of bacteria. A trapping device with two lasers has also been implemented to allow the fine analysis of the state of an E. coli bacterium subjected to heat stress. These results falls within the issue of bacterial diagnosis, very sensitive in recent years with the increase of the resistance of bacteria to antibiotics. If no change occurs, it is predicted that bacterial infections will be the main cause of death in developed countries by 2050. It is therefore necessaryto develop new, faster and more accessible diagnostic tools to limit the large distribution of antibiotics leading to this phenomenon of antibioresistance. We also propose in the last part of this manuscript solutions to integrate our trapping device in order to pave the way for new applications in pathogenic environments.

 

Contact : Michel BENINI

 

Retour en haut