Alors que la variante BA.5 omicron continue de se propager, les experts de la santé se préparent de plus en plus à un avenir dans lequel de telles variantes COVID-19 émergent, augmentent et reculent, comme la grippe saisonnière. Un élément important pour rester au courant de ces changements sera la capacité de surveiller rapidement le virus à «l’échelle de la population», un effort qui nécessitera des tests précis et ultra-rapides.
Pour aider à relever ce défi, les chercheurs de l’École des sciences de l’IUPUI développent un nouveau biocapteur avec le potentiel d’atteindre la vitesse et l’efficacité requises pour l’avenir des tests COVID-19.
Le travail a été récemment rapporté dans Interfaces matérielles appliquées ACS, une revue de l’American Chemical Society. Il est dirigé par Rajesh Sardar, professeur de chimie et de biologie chimique à l’École des sciences, et Adrianna Masterson, étudiante diplômée du laboratoire de Sardar au moment de l’étude.
« Tout le monde recherche des tests à haut débit ; ce type d’analyse à grande vitesse est essentiel pour l’avenir de la lutte contre le COVID-19 », a déclaré Sardar. « Notre technologie présente de nombreux avantages en particulier : elle est rapide, efficace, précise et d’une sensibilité sans précédent. »
En termes de rapidité, le test COVID-19 du laboratoire de Sardar peut actuellement analyser des échantillons de 96 personnes en moins de trois heures, a-t-il déclaré. En termes d’efficacité, le système ne nécessite que 10 microlitres de sang.
À titre de comparaison, une commande typique de prélèvement sanguin par un médecin de premier recours prélève 10 millilitres de sang, soit plus de 1 000 fois plus.
Le capteur fonctionne également avec d’autres types d’échantillons, tels que la salive, a déclaré Sardar. Mais l’étude a été menée à partir de sang car c’est le fluide corporel le plus complexe, et donc le meilleur indicateur de la précision d’un capteur. Tous les échantillons de test ont été obtenus auprès de l’Indiana Biobank, qui a fourni 216 échantillons de sang, dont 141 échantillons de patients atteints de COVID-19 et 75 échantillons de contrôle sains.
Sur la base d’une analyse en aveugle, les chercheurs de l’IUPUI ont découvert que le taux de précision de leur biocapteur était de 100 % et que son taux de spécificité était de 90 %. En d’autres termes, le capteur n’a jamais signalé de faux négatif et n’a signalé un faux positif que dans 1 échantillon sur 10. Aux fins de la sécurité publique, Sardar a déclaré que l’absence de faux négatifs est plus importante que les faux positifs, car une personne avec un faux négatif peut infecter les autres sans le savoir, alors qu’une personne avec un faux positif n’est pas un danger.
De plus, Sardar a déclaré que le capteur s’est avéré très précis pour mesurer la concentration d’anticorps COVID-19 du corps. En effet, il détecte non seulement la protéine de pointe du virus, mais également les protéines créées par l’organisme pour se protéger contre le virus, l’immunoglobine G ou IgG.
Il a également déclaré que la capacité de mesurer les anticorps COVID-19 est importante car de nombreux tests d’anticorps COVID-19 actuellement approuvés dans le cadre de l’autorisation d’utilisation d’urgence de la FDA ne fournissent pas de nombre d’anticorps spécifiques, malgré le fait que ce nombre indique la force de l’immunité d’une personne à infection.
« Mesurer avec précision les niveaux d’immunité des patients sera essentiel pour se protéger contre le COVID-19 à l’avenir », a déclaré Sardar. « Cela se voit clairement dans notre situation actuelle, car des variantes comme omicron – et plus récemment, BA.5 – infectent même des individus entièrement vaccinés et boostés. »
Pour obtenir ses résultats, le biocapteur du laboratoire de Sardar utilise des nanoprismes triangulaires en or synthétisés chimiquement, qui fournissent une réponse optique unique et puissante même à des quantités infimes d’IgG. Cela signifie également que le capteur peut détecter les anticorps dans les premiers stades de l’infection.
Les travaux, qui ont débuté au tout début de la pandémie, s’appuient sur des premiers résultats prometteurs publié en juin 2021. Ensuite, Sardar vise à affiner davantage la technologie, dans le but de pouvoir éventuellement traiter 384 échantillons en moins d’une heure, soit 5 000 échantillons par jour, s’ils sont utilisés dans un centre de test plus grand.
« Cette recherche vise à préparer l’avenir », a déclaré Sardar, qui est également chercheur à l’Université d’Indiana Melvin et au Bren Simon Comprehensive Cancer Center. « La souche H1N1 de la grippe a près de 100 ans. Je m’attends à ce que le coronavirus soit également avec nous pendant longtemps. Pour l’avenir, nous devons trouver des moyens de mesurer les infections ou les risques d’infection de nombreuses personnes, rapidement, facilement et efficacement afin de garder une longueur d’avance sur le virus. »
Adrianna N. Masterson et al, Détection sélective et quantification ultrasensible des anticorps IgG du SRAS-CoV-2 dans des échantillons de plasma cliniques à l’aide de plates-formes de biodétection nanoplasmonique modifiées par épitope, Matériaux appliqués et interfaces ACS (2022). DOI : 10.1021/acsami.2c06599