In vitro efficacy of an automatic UVC-LED device for disinfection of the stethoscope diaphragm against bacteria, fungi and enveloped respiratory viruses

Le stéthoscope est l'un des outils les plus fiables de la médecine, un instrument simple qui écoute les battements du cœur et le rythme de la respiration. Pourtant, malgré son importance pour les soins aux patients, c'est aussi un voyageur silencieux, passant d'une personne à l'autre des dizaines de fois par jour. Depuis des décennies, les scientifiques savent que le diaphragme en caoutchouc d'un stéthoscope recueille des bactéries, des champignons et des virus provenant de la peau et des vêtements des patients, créant ainsi un pont potentiel pour l'infection. Bien que les médecins soient formés pour nettoyer leurs instruments entre chaque patient, la réalité d'une clinique très occupée fait souvent obstacle. Le nettoyage repose sur le fait qu'un humain se souvienne de prendre une lingette, de trouver une solution chimique et de prendre le temps de frotter. Lorsque cette chaîne d'action se brise, l'instrument reste contaminé, transportant des passagers clandestins invisibles vers la personne suivante examinée.

Pour résoudre ce problème, les chercheurs se sont tournés vers un autre type de lumière. Au lieu de compter sur des produits chimiques ou la mémoire humaine, ils testent des dispositifs qui utilisent un type spécifique de lumière invisible appelée ultraviolet C, ou UVC. Cette lumière agit en frappant le matériel génétique à l'intérieur des cellules vivantes, brouillant leurs instructions afin qu'elles ne puissent plus se reproduire. Comme la lumière effectue le travail automatiquement une fois qu'un bouton est pressé, elle élimine le besoin pour une personne de se souvenir ou d'avoir une lingette à proximité. La question est de savoir si un petit dispositif automatique peut délivrer suffisamment de cette lumière sur la surface courbe d'un stéthoscope pour tuer une grande variété de germes dangereux, y compris ceux qui ont appris à résister aux médicaments courants.

Une équipe de scientifiques de l'Université de Sienne et de VisMederi en Italie s'est donné pour mission de tester un nouvel appareil automatique conçu spécifiquement pour cette tâche. La machine abrite trois petites diodes électroluminescentes qui brillent avec une longueur d'onde de crête de 275 nanomètres, une fréquence connue pour être très efficace pour endommager le matériel génétique. L'appareil est construit pour maintenir le diaphragme d'un stéthoscope et exécuter un cycle unique et fixe d'une durée de 150 secondes. Pour voir si cela fonctionne, les chercheurs n'ont pas utilisé de vrais patients ou de salles d'hôpitaux sales. Au lieu de cela, ils ont créé un environnement de laboratoire contrôlé où ils ont placé des gouttes de liquide contenant neuf types différents de bactéries et de champignons, ainsi que quatre types différents de virus respiratoires, sur un disque de quartz transparent imitant la surface du stéthoscope. Ils ont inclus certains des germes les plus coriaces connus de la médecine : une levure multirésistante aux médicaments appelée Candida auris, une moisissure notoirement difficile à tuer par la lumière, et un type de bactérie qui se développe rapidement et résiste à de nombreux produits chimiques. Ils ont également testé des virus qui causent la grippe et d'autres maladies respiratoires, connus pour survivre sur les surfaces dures pendant plusieurs jours.

Les résultats ont été décisifs. Après le cycle unique de 150 secondes, les chercheurs n'ont plus pu trouver de bactéries ou de champignons vivants dans les gouttes qu'ils avaient placées sur le disque. La machine a réduit le nombre de ces germes d'au moins cinq ordres de grandeur, un niveau de réduction si élevé qu'il a poussé les comptages en dessous de la limite de détection de leurs instruments. Cela s'est avéré vrai même pour les organismes les plus résistants de l'essai, y compris la moisissure et la levure résistante aux médicaments. Pour les virus, le résultat était tout aussi clair. Les quatre virus respiratoires ont perdu toute capacité à infecter les cellules. Les chercheurs ont mesuré cela en essayant de cultiver les virus dans des cultures cellulaires ; après le traitement par la lumière, les virus ne pouvaient plus rendre les cellules malades, même aux concentrations les plus basses qu'ils pouvaient mesurer.

Pour comprendre exactement ce qui est arrivé aux virus, les scientifiques ont regardé plus profondément que la simple question de savoir si les germes étaient vivants. Ils ont examiné le code génétique des virus de la grippe, qui sont composés de longs brins d'ARN. Ils ont utilisé deux méthodes différentes pour lire ce code. La première méthode cherchait des morceaux très courts du code génétique, semblable à la vérification d'un seul mot dans un livre. Ce contrôle court n'a montré qu'un changement mineur, suggérant que la majeure partie du matériel génétique était toujours présente. Cependant, la seconde méthode examinait des sections beaucoup plus longues du code, comme si l'on tentait de lire des chapitres entiers. Lorsqu'ils ont essayé de lire ces sections longues, le signal a complètement disparu. Les longs brins de matériel génétique avaient été brisés en minuscules fragments inutiles. Cela a confirmé que la lumière ne se contentait pas de cacher le virus ou de le rendre difficile à trouver ; elle avait physiquement fracassé les instructions dont le virus avait besoin pour se répliquer. Les petits morceaux génétiques ont survécu parce qu'ils étaient trop petits pour subir assez de dommages pour être brisés, mais les longs brins fonctionnels ont été détruits, rendant le virus inoffensif.

L'étude souligne une différence critique entre la façon dont nous testons habituellement les germes et la façon dont nous devrions concevoir la désinfection. De nombreux tests modernes reposent sur la détection de petits fragments de code génétique pour affirmer qu'une surface est contaminée. Cette nouvelle recherche montre que de tels tests peuvent être trompeurs après un traitement par UVC. Ils pourraient encore détecter les minuscules fragments brisés d'un virus qui a été tué, donnant l'impression que la surface est toujours dangereuse alors qu'elle est en réalité sûre. L'appareil automatique a prouvé qu'un cycle unique, indépendant de l'opérateur, pouvait éliminer un panel délibérément large d'organismes dangereux, y compris ceux qui résistent aux médicaments et à la lumière. Les chercheurs ont noté que, bien que les résultats dans le laboratoire propre aient été probants, la prochaine étape consiste à voir si l'appareil fonctionne tout aussi bien lorsque le stéthoscope est recouvert de saletés et de fluides corporels du monde réel. D'ici là, l'étude offre une preuve convaincante qu'un cycle de lumière automatique peut accomplir ce que l'effort humain échoue souvent à faire : une réinitialisation complète et fiable d'un instrument médical entre deux patients.