Assay sensitivity and the interpretation of culture-based disc microbiology studies: a scoping review

La douleur chronique au bas du dos est une expérience humaine universelle, une douleur sourde et persistante qui peut voler des années de vie et de mouvement. Pour un groupe spécifique de patients, les médecins peuvent observer un indice sur une IRM : de petites zones d'inflammation ou de graisse dans les os là où la colonne vertébrale rejoint les disques, connues sous le nom de changements de Modic. Pendant des années, les chercheurs se sont demandé si ces changements étaient causés par une infection bactérienne silencieuse et de faible intensité, cachée profondément dans la colonne vertébrale, plutôt que par une simple usure. Le suspect le plus courant est une bactérie appelée Cutibacterium acnes, un germe qui vit habituellement sans danger sur la peau humaine mais qui peut parfois causer des problèmes lorsqu'il pénètre profondément dans le corps. Si cette théorie est vraie, le traitement pourrait être aussi simple qu'un antibiotique. Mais si les bactéries ne sont pas présentes, ou si les tests utilisés pour les trouver sont défaillants, les patients pourraient être traités inutilement ou rester sans soulagement. La question centrale a été difficile à trancher car les bactéries, si elles sont présentes, sont probablement très peu nombreuses, dispersées parsemées dans le tissu robuste de la colonne vertébrale.

Un nouvel examen de la littérature scientifique, dirigé par des chercheurs de plusieurs institutions, dont Persica Pharmaceuticals et l'Université Rockefeller, suggère que la confusion entourant cette infection ne provient pas d'un manque de preuves, mais d'un manque de cohérence dans la manière dont les scientifiques la recherchent. L'équipe a examiné des dizaines d'études qui ont tenté de cultiver des bactéries à partir de tissus disques humains. Ils ont constaté que les méthodes utilisées pour tester ces échantillons variaient énormément, et que de nombreuses études n'ont pas rapporté les détails spécifiques nécessaires pour savoir quelle était la sensibilité de leurs tests. En termes simples, certains chercheurs utilisaient de minuscules morceaux de tissu et les traitaient de manières qui auraient probablement manqué un petit nombre de bactéries, tandis que d'autres utilisaient des échantillons plus volumineux et des techniques plus méticuleuses. Parce que la charge bactérienne est censée être si faible, ces différences de méthode ne sont pas des détails mineurs ; elles sont le facteur décisif entre la découverte d'une infection et la déclaration d'un échantillon stérile.

Les chercheurs ont cartographié les méthodes utilisées dans ces études et ont découvert un paysage de techniques chaotique. Certaines études utilisaient des échantillons de tissu ne pesant que quelques milligrammes, tandis que d'autres utilisaient des échantillons pesant près d'un gramme. Certains chercheurs découpait le tissu en minuscules morceaux et les mélangeaient dans un grand volume de liquide, ce qui dilue toute bactérie présente, tandis que d'autres maintenaient le volume faible. Certaines études ne cherchaient des bactéries que pendant deux ou trois jours, alors que des bactéries à croissance lente pourraient avoir besoin d'une semaine ou plus pour apparaître. La revue a souligné que seule une infime fraction des études fournissait suffisamment d'informations pour calculer le nombre le plus bas de bactéries que leur test pourrait éventuellement détecter. Sans ce nombre, un résultat négatif — un test qui indique « aucune bactérie trouvée » — ne peut être considéré comme une preuve fiable que le tissu est propre. Cela pourrait simplement signifier que le test n'était pas assez sensible pour voir les rares bactéries qui étaient là.

L'une des découvertes les plus frappantes fut la manière dont ces différences méthodologiques pouvaient changer l'issue d'une étude. Les auteurs ont comparé un protocole à haute sensibilité, qui utilisait un échantillon de tissu important, un mélange approfondi et une période d'incubation longue, contre un protocole à faible sensibilité qui utilisait un échantillon minuscule et une grande dilution. Le calcul a montré que la méthode à faible sensibilité était environ quatre-vingts fois moins susceptible de détecter une infection de faible niveau que la méthode à haute sensibilité. Si une étude utilisait la méthode la moins sensible, elle manquerait probablement la vaste majorité des infections que la meilleure méthode capterait. Cela aide à expliquer pourquoi certaines études rapportent la présence de bactéries chez la plupart des patients, tandis que d'autres n'en rapportent aucune. Les bactéries pouvaient être présentes dans les deux cas, mais les outils utilisés pour les trouver étaient trop grossiers pour la tâche dans les études moins sensibles, rendant impossible la distinction entre une véritable infection et une absence de détection.

La revue a également souligné que de nombreuses études n'ont pas clairement indiqué si les patients avaient reçu des antibiotiques avant leur chirurgie. Ces médicaments sont souvent administrés pour prévenir l'infection pendant l'opération, mais ils peuvent aussi tuer les bactéries mêmes que les chercheurs tentent de trouver. Si un patient a reçu un antibiotique spécifique efficace contre le germe suspecté, et que le tissu a été prélevé peu de temps après, les bactéries pourraient être mortes ou trop faibles pour croître en culture, menant les chercheurs à conclure faussement que le tissu était stérile. Les auteurs ont noté qu'un antibiotique courant, la céfazoline, peut en fait pénétrer profondément dans le tissu discal, ce qui signifie qu'il pourrait supprimer la croissance bactérienne même si les bactéries étaient présentes. Comme de nombreuses études n'ont pas suivi cette variable, il reste impossible de savoir à quel point l'utilisation de ces médicaments a influencé les résultats.

Le problème le plus significatif identifié était la façon dont les chercheurs décidaient ce qui comptait comme une infection par rapport à une contamination. Dans un contexte de faible charge, où les bactéries sont rares et dispersées, trouver un petit nombre de colonies dans une boîte de Petri est ambigu. Certaines études ont automatiquement rejeté les faibles nombres comme étant des contaminations provenant de la peau ou de l'environnement, tandis que d'autres les ont traités comme un signe d'infection. La revue a trouvé que ces décisions étaient souvent basées sur des seuils arbitraires plutôt que sur une compréhension validée du nombre de bactéries nécessaires pour causer une maladie. Sans une règle standardisée et claire, le même résultat pourrait être étiqueté comme une maladie dans une étude et comme une erreur dans une autre. Les auteurs soutiennent que le domaine doit s'éloigner de ces seuils de supposition et se diriger vers des méthodes quantitatives qui peuvent compter avec précision les bactéries et rapporter les limites de leur détection.

Les auteurs concluent que l'ensemble actuel de la recherche est trop incohérent pour tirer des conclusions fermes sur le rôle des bactéries dans la douleur chronique du bas du dos. La variation dans la manière dont les échantillons sont collectés, traités et analysés rend impossible la comparaison directe des études ou la confiance dans les résultats négatifs comme preuve définitive de stérilité. Ils suggèrent que les recherches futures doivent être plus rigoureuses, exigeant que les scientifiques rapportent exactement quelle quantité de tissu ils ont utilisée, comment ils l'ont traitée, combien de temps ils ont attendu pour obtenir les résultats, et quel était le seuil de détection le plus bas de leur test. Tant que ces normes ne seront pas adoptées, la question de savoir si une infection bactérienne silencieuse entraîne la douleur chronique du bas du dos restera obscurcie par l'incertitude méthodologique. La voie à suivre ne réside pas dans davantage d'études avec des méthodes différentes, mais dans des études moins nombreuses, mieux conçues, qui pourront enfin voir ce qui se cache dans l'obscurité.