Des chercheurs de Wayne State développent une nouvelle technologie pour détecter facilement la tuberculose active

Une équipe de professeurs de la Wayne State University a découvert une nouvelle technologie qui détectera rapidement et facilement les anticorps actifs contre l’infection tuberculeuse.

Leur travail, “Découverte de nouveaux épitopes de la transcétolase et développement de sérodiagnostics de la tuberculose à base d’IgG”, a été publié dans une édition récente de Microbiology Spectrum, une revue publiée par l’American Society for Microbiology. L’équipe est dirigée par Lobelia Samavati, MD, FCCP, professeure de médecine interne et directrice du Sarcoidosis/Interstitial Lung Disease Center. Elle a été rejointe par Jaya Talreja, Ph.D, et Changya Peng, chercheurs au département de médecine interne de l’État de Wayne.

La tuberculose reste une menace mondiale pour la santé, avec 10 millions de nouveaux cas et 1,7 million de décès par an. Selon le dernier rapport de l’Organisation mondiale de la santé, la tuberculose est la 13e cause de décès et la deuxième cause de mortalité infectieuse après le COVID-19. L’infection tuberculeuse latente (ITBL) est considérée comme un réservoir de bactéries tuberculeuses et les sujets peuvent évoluer vers une tuberculose active. Un tiers de la population mondiale est infectée par la tuberculose et, en moyenne, 5 à 10 % des personnes infectées par l’ITL développeront une tuberculose active, généralement dans les cinq premières années suivant l’infection initiale.

Les tests de référence pour déterminer si une infection est une tuberculose active sont les tests de frottis d’expectoration et de culture. Cependant, ces méthodes nécessitent la collecte d’expectorations, ce qui prend du temps, coûte cher, nécessite du personnel qualifié et manque de sensibilité. Les tests conventionnels actuels différenciant l’ITL des témoins non infectés – tels que les tests cutanés à la tuberculine (TST) et/ou le test de libération d’interférongamma (IGRA) – ne font pas la différence entre l’infection tuberculeuse active et la TB latente. Malgré les progrès des techniques moléculaires rapides pour le diagnostic de la tuberculose, il existe un besoin non satisfait pour un test simple et peu coûteux au point de service, rapide et non basé sur les expectorations.

Le groupe de recherche du Dr Samavati travaille depuis plus de 15 ans pour développer une technologie de détection des anticorps dans diverses maladies respiratoires. Son laboratoire a mis au point une nouvelle technologie non basée sur les expectorations et a découvert plusieurs nouveaux épitopes immunitaires qui se lient de manière différentielle à des immunoglobulines (IgG) spécifiques chez les sujets infectés par la tuberculose. Les niveaux d’IgG spécifiques d’épitopes dans le sérum peuvent différencier la tuberculose active des sujets LTBI, des témoins sains et d’autres maladies respiratoires. La technologie peut être utilisée comme un simple test sérologique de dépistage de la tuberculose au point de service, non basé sur les expectorations, qui est hautement spécifique et sensible pour différencier la tuberculose active de la LTBI.

“Auparavant, nous avons développé une plate-forme de présentation de l’antigène du phage T7 et, après l’immunocriblage de grands ensembles d’échantillons de sérum, nous avons identifié 10 clones qui se lient de manière différentielle aux anticorps sériques (IgG) des patients atteints de tuberculose active, différenciant la tuberculose des autres maladies respiratoires”, a déclaré Samavati. « L’un de ces clones de haute performance présentait une homologie avec l’enzyme transcétolase (TKT) de la bactérie TB, qui est une enzyme essentielle nécessaire à la croissance intracellulaire de la bactérie chez un hôte. Nous avons émis l’hypothèse que l’abondance d’IgG dans les sérums contre le nouveau néo-antigène identifié que nous avons nommé TKTµ pourrait différencier la tuberculose active, la LTBI et d’autres maladies pulmonaires granulomateuses non tuberculeuses telles que la sarcoïdose. Nous avons développé un nouveau test ELISA direct de peptides pour quantifier les niveaux d’IgG dans des échantillons de sérum contre TKTµ. Nous avons conçu deux homologues supplémentaires du peptide M.tb TKT qui se chevauchent avec une antigénicité potentielle correspondant à la transcétolase spécifique de M.tb (M.tb-TKT1 et M.tb-TKT3) et donc standardisé trois ELISA peptidiques (TKTμ, M.tb TKT1 et M.tb TKT3) pour le sérodiagnostic TB.

Après le développement et la standardisation d’un ELISA direct de peptides pour trois peptides, l’équipe de recherche a testé 292 sujets, et leurs résultats ELISA TKT-peptide montrent que les patients TB ont des niveaux significativement plus élevés d’anticorps spécifiques TKT par rapport aux patients qui étaient des témoins sains et avec LTBI . L’augmentation des niveaux d’anticorps spécifiques au TKT est vraisemblablement associée à la croissance des bactéries M.tb chez les patients tuberculeux actifs. Le TKT joue un rôle clé dans le passage de la phase de dormance à la phase proliférative et les IgG spécifiques au TKT peuvent révéler les différences entre la tuberculose active et la LTBI. Ainsi, le sérodiagnostic de la tuberculose basé sur les IgG avec ELISA TKT-peptide est prometteur.

Les tests sérologiques antituberculeux disponibles dans le commerce présentent une faible sensibilité et spécificité. Les résultats ELISA obtenus avec les peptides TKT découverts par l’équipe de Wayne State ont donné une spécificité et une sensibilité élevées. Leurs résultats montrent que les anticorps IgG dirigés contre la transcétolase peuvent discriminer la tuberculose active.

« Notre test ELISA de peptide TKT nécessite des peptides TKT synthétisés chimiquement pour recouvrir les puits de la plaque ELISA, moins de 100 µl d’échantillon de sérum sanguin du patient, des réactifs de détection et un lecteur de plaque ELISA », a déclaré le Dr Samavati. « Nous sommes extrêmement enthousiastes à propos de notre technologie et du fait qu’avec un simple test, nous pouvons différencier la tuberculose active de l’ITL et d’autres maladies respiratoires. Nous pensons que notre méthode et l’ELISA du peptide TKT peuvent répondre aux exigences de l’Organisation mondiale de la santé et des Centers for Disease Control and Prevention en tant que méthode de dépistage POC.

L’équipe de recherche a déposé une demande de brevet sur sa technologie et recherche des entreprises intéressées à investir.

La recherche a été soutenue par l’Institut national du cœur, des poumons et du sang des Instituts nationaux de la santé, numéros de subvention 113508 et 148089. La Fondation pour de nouveaux diagnostics innovants (FIND, Genève, Suisse) a fourni des échantillons de tuberculose et d’ITL.