Un outil basé sur la nanotechnologie accélère le diagnostic des maladies infectieuses

Un nouvel outil promet d’accélérer la détection des maladies infectieuses, selon des chercheurs de l’Université McGill à Montréal.

La plate-forme de diagnostic, appelée QolorEX, a été développée par des chercheurs de l’université en combinant les technologies existantes pour créer un nouvel outil de détection précise des agents pathogènes en moins de 15 minutes. L’appareil a été testé pour plusieurs virus et bactéries respiratoires, y compris le H1N1 grippe virus et SRAS-CoV-2. Il a atteint une précision de 95 % pour identifier le COVID-19 et ses variantes dans 48 échantillons de salive humaine.

“COVID était quelque chose qui nous a ouvert les yeux, et maintenant nous devons penser plus sérieusement aux diagnostics au point de service”, a déclaré Sara Mahshid, PhD, professeure adjointe de génie biomédical et titulaire de la chaire de recherche du Canada sur les dispositifs de nano-biodétection à l’Université McGill. Actualités médicales Medscape. La technologie pourrait devenir importante pour une gamme d’applications médicales, en particulier dans les zones à faibles ressources.

Le développement a été détaillé dans un article 1er juin à Nanotechnologie de la nature.

Cadre non clinique

La pandémie de COVID-19 a démontré la nécessité de tests rapides et précis qui peuvent être utilisés en dehors d’un cadre clinique. La méthode de diagnostic de référence est le test PCR, mais sa précision s’accompagne d’un compromis. Les tests PCR impliquent un long protocole et nécessitent une installation de test centralisée.

Avec QolorEX, les enquêteurs visaient à développer un nouveau test qui atteint la précision de la PCR dans un outil automatisé pouvant être utilisé en dehors d’un établissement de test ou d’un hôpital. Mahshid a noté un besoin particulier pour un outil qui pourrait être utilisé dans des environnements collectifs, tels que les aéroports, les écoles ou les restaurants.

L’appareil est suffisamment compact pour s’asseoir sur une table ou un banc et peut être utilisé facilement en groupe, selon Mahshid. À l’avenir, elle espère miniaturiser davantage l’appareil afin de le rendre plus évolutif pour une utilisation généralisée.

Ne nécessitant qu’un échantillon de salive, l’outil est facile à utiliser. Contrairement aux tests rapides COVID-19 actuels, qui impliquent plusieurs étapes, le système est automatisé et ne nécessite pas de mélanger manuellement les réactifs. Après avoir collecté un échantillon, un utilisateur appuie sur un bouton dans une application pour smartphone ou ordinateur. L’appareil s’occupe du reste.

“Nous ne sommes pas des chimistes qui comprennent comment mélanger ces solutions”, a déclaré Mahshid. Éviter ces étapes supplémentaires peut réduire les faux positifs et les faux négatifs causés par une erreur de l’utilisateur.

Résultats rapides

QolorEX peut renvoyer des résultats en 13 minutes, comme le fait un test antigénique rapide. Comme un test PCR, le dispositif utilise l’amplification des acides nucléiques. Mais les tests PCR prennent généralement beaucoup plus de temps. L’analyse de l’échantillon prend à elle seule 1,5 à 2 heures.

Le nouveau test accélère la réaction en injectant des électrons “chauds” excités par la lumière depuis la surface d’un capteur nanoplasmonique. L’appareil utilise ensuite l’imagerie et un algorithme d’apprentissage automatique pour quantifier une transformation de couleur qui se produit lorsqu’un agent pathogène est présent.

Les résultats rapides et fiables rendent le système potentiellement approprié pour une utilisation dans des endroits tels que les aéroports. Auparavant, les passagers devaient attendre 24 heures pour un test COVID négatif avant de monter à bord d’un avion. Un dispositif tel que QolorEX permettrait un dépistage sur place.

La capacité de l’outil à distinguer si rapidement les infections bactériennes et virales est “une application à la fois importante et extrêmement difficile à réaliser”, selon Nikhil Bhalla, PhD, dans un séance d’information sur la recherche. Bhalla est chargé de cours en génie électronique à l’Université d’Ulster à Belfast, au Royaume-Uni.

Les chercheurs espèrent qu’en fournissant des résultats rapidement, l’appareil contribuera à réduire la propagation des maladies respiratoires et peut-être à sauver des vies.

« Sensible et Spécifique »

Le principal avantage de l’outil est sa capacité à renvoyer rapidement des résultats tout en ayant de faibles taux de faux positifs et de faux négatifs, selon Leyla Soleymani, PhD, de l’Université McMaster à Hamilton, en Ontario. “Il est difficile de trouver des tests rapides à la fois sensibles et spécifiques, par rapport à la PCR”, a déclaré Soleymani à Medscape.

Bien que QolorEX ait été développé pour détecter le COVID-19 et d’autres maladies infectieuses, les utilisations du dispositif ne se limitent pas aux agents pathogènes testés. L’outil peut être appliqué à une gamme de tests qui utilisent actuellement la technologie PCR. Mahshid et son équipe envisagent plusieurs autres applications de la technologie, telles que l’analyse de thérapeutiques pour les agents pathogènes résistants aux antimicrobiens priorisé par l’Organisation mondiale de la santé. La technologie peut également avoir un potentiel pour détecter le cancer et les infections bactériennes, a déclaré Mahshid à Medscape.

Mais pour Soleymani, l’application la plus excitante reste son utilisation dans le diagnostic des maladies infectieuses. Elle a noté, cependant, qu’il n’est pas clair si le prix de l’appareil sera trop élevé pour une utilisation domestique généralisée. Cela peut être plus pratique pour les cliniques de médecins de famille et autres établissements.

Avant que l’appareil ne devienne disponible dans le commerce, d’autres tests sont nécessaires pour valider les résultats, qui sont basés sur un nombre limité d’échantillons qui étaient disponibles dans un cadre de recherche.

L’étude a été soutenue par le MI4 Emergency COVID-19 Research Funding, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, les Instituts de recherche en santé du Canada, la Fondation canadienne pour l’innovation et l’Université McGill. Mahshid et Soleymani n’ont signalé aucune relation financière pertinente.

Nat Nanotechnologie. Publié le 1er juin 2023. Texte intégral

Gwendolyn Rak est journaliste de santé pour Medscape et Univadis basée à Brooklyn, New York.

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