Les méthodes génotypiques détectent les séquences d'ADN ou d'ARN extraites du microrganisme et spécifiques de ce microrganisme. Les séquences peuvent ou non être amplifiées in vitro.
L'identification basée sur les acides nucléiques (moléculaire) est de plus en plus utilisée dans les situations cliniques; l'identification rapide qui en résulte permet au patient d'être placé sous un traitement antimicrobien spécifique et d'éviter les traitements empiriques prolongés par des médicaments potentiellement inappropriés.
Les méthodes basées sur les acides nucléiques sont généralement spécifiques et très sensibles et peuvent être utilisées pour toutes les catégories de microbes. Les résultats sont obtenus rapidement. Comme chaque test est spécifique d'un seul microrganisme, le médecin doit envisager les diagnostics possibles et orienter sa prescription en conséquence. Par exemple, si un patient présente des symptômes évoquant une grippe mais que la saison grippale est terminée, pratiquer un autre test de diagnostic viral plus général (p. ex., culture virale) plutôt qu'un test de la grippe est préférable parce qu'un autre virus (p. ex., para-influenza, adénovirus) pourrait être en cause.
Des progrès récents ont permis le développement de dosages multiplex, dans lequel un test à base d'acide nucléique unique permet de différencier ≥ 2 microrganismes en cause. Des tests multiplex sont actuellement disponibles pour détecter les agents de guerre biologique, les variants du SRAS-CoV-2 et certains agents pathogènes des voies respiratoires (c'est-à-dire, des tests multiplex pour un panel de virus respiratoires tels que le virus respiratoire syncytial RSV [virus syncytial respiratoire], les adénovirus, la grippe, la para-influenza, ainsi que des agents pathogènes non viraux tels que les pneumocoques, les mycoplasmes et les chlamydiae). Les tests multiplex ont une sensibilité et une spécificité similaires aux tests à cible unique, mais sont principalement qualitatifs et peuvent être plus difficiles à interpréter chez un patient donné.
Ces techniques sont qualitatives, mais il existe des méthodes quantitatives pour un nombre limité d'infections (p. ex., hépatite B Hépatite B, aiguë L'hépatite B est provoquée par un virus à ADN qui est souvent transmis par voie parentérale. Elle provoque les symptômes typiques de l'hépatite virale, dont une anorexie, une sensation de malaise... en apprendre davantage , hépatite C Hépatite C, aiguë L'hépatite C est provoquée par un virus à ARN souvent transmis par voie parentérale. Elle provoque parfois les symptômes typiques de l'hépatite virale, dont une anorexie, une sensation de malaise... en apprendre davantage , VIH Diagnostic L'infection par le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) est due à 1 de 2 rétrovirus similaires (VIH-1 et VIH-2) qui détruisent les lymphocytes CD4+ et perturbent le fonctionnement de l'immunité... en apprendre davantage 
, cytomégalovirus Diagnostic Le cytomégalovirus (CMV, human herpesvirus type 5) peut entraîner des infections dont la sévérité est variable. Un syndrome de mononucléose infectieuse, mais sans pharyngite sévère, est fréquent... en apprendre davantage , human T-cell lymphotropic virus); ces méthodes peuvent être utiles en diagnostic et pour surveiller la réponse au traitement.
Test non amplifié
Des techniques qui ciblent des séquences d'acides nucléiques mais qui ne nécessitent pas d'amplification de ces séquences sont généralement adaptées aux situations dans lesquelles les microrganismes ont été d'abord mis en culture ou sont présents à de fortes concentrations dans le prélèvement (p. ex., pharyngite Examens complémentaires Un mal de gorge est une douleur pharyngée postérieure qui se produit ou non lors de la déglutition. La douleur peut être sévère; nombre de patients refusent toute alimentation orale. Le mal... en apprendre davantage 
due à Streptococcus du groupe A, infections génitales dues à Chlamydia trachomatis Infections muqueuses par des mycoplasmes et des chlamydias L'urétrite, la cervicite, la rectite et la pharyngite sexuellement transmissibles (qui ne sont pas dues à la gonorrhée) sont provoquées principalement par les chlamydiae et moins fréquemment... en apprendre davantage 
et Neisseria gonorrhoeae Blennorragie La gonococcie est due à la bactérie Neisseria gonorrhoeae. Elle infecte habituellement l'épithélium de l'urètre, du col de l'utérus, du rectum, du pharynx ou les conjonctives, provoquant... en apprendre davantage 
).
Amplification des acides nucléiques
Les techniques d'amplification des acides nucléiques utilisent l'extraction d'infimes quantités d'ADN ou d'ARN et les répliquent de très nombreuses fois, permettant ainsi de détecter des traces minimes d'un microrganisme dans un prélèvement, sans avoir à recourir à une culture. Ces techniques sont particulièrement utiles pour les microrganismes difficiles à cultiver ou à identifier par d'autres méthodes (p. ex., virus, pathogènes intracellulaires obligatoires, champignons, mycobactéries, certaines autres bactéries) ou présents en petite quantité.
Ces tests peuvent comprendre
L'amplification de cible (p. ex., la PCR, la reverse transcriptase–PCR [RT-PCR], la strand displacement amplification, la transcription amplification)
L'amplification du signal (p. ex., des analyses d'ADN ramifiées, la capture hybride)
L'amplification par sonde (p. ex., ligase chain reaction, cleavase-invader, cycling probes)
L'analyse de postamplification (p. ex., séquençage du produit amplifié, analyse par microarrays et analyse des courbes de fusion, comme cela se fait dans la PCR en temps réel)
Un prélèvement et un stockage appropriés avant l'arrivée au laboratoire de diagnostic moléculaire sont essentiels. Comme les méthodes d'amplification sont très sensibles, des faux positifs par contamination des prélèvements ou des équipements sont possibles.
En dépit d'une grande sensibilité, des résultats faussement négatifs sont possibles même si le patient est symptomatique (p. ex., infection par le virus West Nile [ virus du Nil occidental Virus West Nile (virus du Nil occidental) Le virus West Nile est un flavivirus qui est à présent la principale cause d'encéphalite à arbovirus aux États-Unis. La plupart des patients n'ont pas ou peu de symptômes. Environ 1 patient... en apprendre davantage ]). Les résultats faux négatifs peuvent être minimisés par les moyens suivants:
En évitant l'utilisation d'écouvillons en bois ou de cotons tiges (le tampon qui a été validé pour le test d'amplification doit être utilisé)
Par le transport rapide des prélèvements
Congélation ou réfrigération des prélèvements si le transport est susceptible de durer > 2 heures
La congélation est la méthode de stockage typique pour les tests d'amplification génomiques. Cependant, les prélèvements doivent être réfrigérés plutôt que congelés si des virus labiles (p. ex., le virus varicelle-zona, le virus influenza, le VIH-2) sont suspectés ou si des cultures virales sont également prévues (les prélèvements congelés peuvent ne pas être utilisables pour les cultures standards).
