La saison du rhume, de la grippe et de la COVID-19 apporte ce rituel désormais familier : prélever, attendre, regarder le résultat. Mais que se passerait-il si, au lieu de prendre 15 minutes ou plus, un test pouvait rapidement déterminer si vous avez le COVID-19 grâce à un produit chimique incandescent ? Maintenant en ACS Science centrale, les chercheurs décrivent un potentiel test COVID-19 inspiré de la bioluminescence. En utilisant une molécule trouvée dans les crustacés, ils ont développé une approche rapide qui détecte la protéine du SRAS-CoV-2 de manière comparable à celle utilisée dans la recherche sur les vaccins.
Des lucioles aux poissons-lanternes, de nombreux animaux possèdent les outils chimiques nécessaires pour produire de la lumière. Généralement, cette réaction nécessite le substrat luciférine et l’enzyme luciférase. Cependant, une classe de luciférines moins discriminantes, connues sous le nom de composés de type imidazopyrazinone (IPT), peuvent briller lorsqu’elles rencontrent d’autres protéines, y compris celles qui ne sont pas considérées comme des enzymes.
Des recherches antérieures suggèrent que les luciférines IPT pourraient servir de base à un nouveau type de test médical utilisant la luminescence pour annoncer la présence d’une protéine cible dans un échantillon. Ryo Nishihara, Ryoji Kurita et leurs collègues soupçonnaient qu’une luciférine IPT pourrait réagir avec la protéine de pointe du SRAS-CoV-2, qui permet aux particules virales d’envahir les cellules et de provoquer le COVID-19 – et d’ouvrir la porte au développement d’un test lumineux.
L’équipe a d’abord étudié les capacités de 36 luciférines IPT différentes à réagir avec une seule unité de protéine de pointe. Une seule molécule, provenant de minuscules crustacés du genre Cypridina, émettait de la lumière. Les chercheurs ont ensuite testé l’activité de la luciférine avec la protéine Spike dans son état naturel, sous forme de trois unités repliées ensemble.
Ils ont constaté qu’en 10 minutes, une quantité adéquate de lumière pouvait être détectée. Un appareil de lecture par luminescence disponible dans le commerce était nécessaire ; la lumière ne pouvait pas être vue à l’œil nu. Des expériences supplémentaires ont indiqué que la luciférine IPT était sélective car elle ne brillait pas lorsqu’elle était exposée à six protéines présentes dans la salive. Ils définissent cette réaction de luminescence spécifique par des biomolécules non luciférases comme une « chimioluminescence catalysant des biomolécules (BCL) ».
Enfin, ils ont découvert que la luciférine pouvait détecter la quantité de protéine de pointe dans la salive avec la même précision qu’une technique actuellement utilisée dans le développement de vaccins. Cependant, le système à luciférine a fourni des résultats en une minute, ce qui est nettement plus rapide que les tests rapides actuels sur les lieux d’intervention.
Cette approche basée sur le BCL pourrait servir de base à un simple test « mélanger et lire » dans lequel la luciférine IPT est ajoutée à la salive non traitée d’une personne soupçonnée d’avoir le COVID-19, selon les chercheurs. Ils notent qu’une approche similaire pourrait être adaptée pour détecter d’autres virus possédant des protéines de type pointe, comme la grippe, le MERS-CoV et d’autres coronavirus.
Plus d’information:
Activité pseudo-luciférase de la protéine Spike du SRAS-CoV‑2 pour la cypridina luciférine, ACS Science centrale (2024). DOI : 10.1021/acscentsci.3c00887