Des chercheurs des Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT), Chinese Academy of Sciences, ainsi que plusieurs collaborateurs, ont développé une plate-forme de diagnostic compacte qui peut évaluer la protection des anticorps contre Covid-19 en utilisant uniquement un seul microlitre de sang du bout du bout du bout du bout du bout du bout du bout du doigt. Connu sous le nom d'immunodosage de pointe optofluidique (TOI), le système offre un profil immunitaire complet de mesurer à la fois la liaison des anticorps et l'inhibition virale en seulement 40 minutes.
Alors que les nouvelles variantes SRAS-COV-2 continuent d'émerger et que les antécédents de vaccination ou d'infection individuels deviennent plus complexes, il existe un besoin urgent d'outils accessibles qui peuvent évaluer la protection immunitaire rapidement et avec précision. La plate-forme TOI relève ce défi en combinant la biodétection microfluidique et la détection de chimioluminescence dans un format portable adapté à une utilisation clinique et sur le terrain.
Au cœur de la plate-forme se trouvent des immunos-réacteurs microfluidiques en polystyrène à haute affinité qui s'interfacent directement avec des pointes de pipette standard. Ces réacteurs sont associés à une station d'imagerie chimiluminescente portable, créant un flux de travail simple mais puissant. Cette conception soutient l'évaluation rapide et quantitative des niveaux de liaison aux IgG, de la cinétique de liaison et de la capacité d'inhibition du virus – en utilisant uniquement une petite goutte de sang du doigt, sans avoir besoin d'un équipement de laboratoire complexe ou de volumes d'échantillons importants.
Par rapport aux tests traditionnels tels que les tests d'ELISA ou de neutralisation du virus (VNT), TOI réduit considérablement le temps de test et les demandes opérationnelles. Il atteint une sensibilité de détection d'environ 0,1 ng / ml, s'étend sur une plage dynamique de 3 à 4,5 ordres de grandeur et offre un rapport signal / bruit supérieur à 10 000. Ces caractéristiques permettent une analyse immunitaire précise et haute résolution au point de soins.
Une innovation clé dans la méthodologie est le développement de Rivia 2.0, un test d'inhibition in vitro rapide qui émule la neutralisation virale. Au cœur de cette avance se trouve l'ingénierie des protéines rationnelles des trimères d'ectodomaine SARS-COV-2 Spike (S-ECD), optimisés synthétiquement avec des étiquettes Avi-biotine spécifiques à l'orientation pour assurer une présentation de surface cohérente et fonctionnelle. Ces sondes de protéines d'ingénierie, associées à des récepteurs humains ACE2-Fc, forment une interface de liaison hautement contrôlée qui permet une mesure précise de l'activité de neutralisation des anticorps en seulement 20 minutes. En appliquant des principes de biologie synthétiques pour optimiser ces sondes, Rivia 2.0 améliore considérablement la vitesse, la reproductibilité et l'évolutivité des tests immunitaires fonctionnels sur les tests de neutralisation conventionnels.
Le système a été validé avec 135 échantillons de 113 individus, dont un sous-ensemble suivi sur six mois. Les résultats ont confirmé la capacité de TOI à détecter les réponses des anticorps à large spectre et à haut titre, en particulier chez les individus atteints de schémas de vaccins hybrides. Surtout, les chercheurs ont proposé un seuil préliminaire de concentration d'IgG (~ 20 ng / ml) associé à un risque d'infection à court terme réduit, mettant en évidence le potentiel de surveillance immunitaire prédictive de TOI.
Au-delà de Covid-19, la plate-forme pourrait être adaptée à d'autres maladies infectieuses telles que la grippe, l'hépatite ou les menaces virales futures. Ses faibles exigences d'échantillonnage et sa conception portable le rendent particulièrement précieux pour les tests décentralisés dans les cliniques, les communautés et les paramètres limités en ressources. Il est également prometteur pour le développement thérapeutique des anticorps et les études d'efficacité des vaccins.
Cette étude démontre comment TOI comble l'écart entre les diagnostics avancés en laboratoire et l'application du monde réel. En combinant la vitesse, la sensibilité et l'évaluation immunitaire multidimensionnelle dans un format très compact, TOI établit une nouvelle référence pour la gestion des maladies infectieuses personnalisées et évolutives.
La recherche a été dirigée par SIAT en collaboration avec l'Université de Pékin, Changping Laboratory, Shenzhen University, le National Innovation Center for Advanced Medical Devices, Sino Biological Inc., l'Université du Michigan et l'Institut de zoologie, Chinese Academy of Sciences.
