La pandémie de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) a été causée par l’épidémie rapide du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2). Le SARS-CoV-2 a subi des mutations, qui ont conduit à l’évolution de variantes. Certaines de ces variantes sont plus virulentes que la souche d’origine et étiquetées comme variantes préoccupantes (COV). En raison de la transmission rapide des COV, il est nécessaire de réaliser des tests d’acide nucléique à grande échelle en dehors des laboratoires cliniques centralisés.
Maintenant, une nouvelle étude publiée sur le medRxiv* Le serveur de préimpression décrit et teste SHINEv2, un diagnostic d’acide nucléique basé sur Cas13 pour la détection du SRAS-CoV-2. SHINEv2 combine le traitement des échantillons de température et des réactifs lyophilisés pour simplifier énormément la procédure de test et la distribution des tests.
Sommaire
Fond
Des tests fréquents et généralisés sont essentiels pour prévenir et répondre aux épidémies de maladies infectieuses, telles que COVID-19. Des tests de diagnostic fréquents peuvent aider à identifier de nouveaux cas et à isoler les personnes infectées, empêchant ainsi une nouvelle propagation virale. La transcription inverse-amplification en chaîne par polymérase quantitative (RT-qPCR) est l’étalon-or pour le diagnostic de COVID-19, mais elle nécessite un équipement et une expertise spécialisés. Les tests de capture d’antigène à flux latéral et les diagnostics isothermes d’acides nucléiques sont des alternatives prometteuses pour les tests décentralisés du SRAS-CoV-2. Cependant, ils sont trop coûteux pour un usage unique et peuvent être difficiles à fabriquer à grande échelle. Ainsi, les technologies de diagnostic alternatives qui permettent des tests rapides et décentralisés sont cruciales pour répondre aux pandémies actuelles et futures.
Les diagnostics basés sur CRISPR (CRISPR-Dx) sont des technologies prometteuses pour les tests SARS-CoV-2 avec des exigences minimales en équipement. Ils combinent des méthodes d’amplification d’acide nucléique isotherme et une nucléase CRISPR-Cas guidée par ARN. Cela améliore considérablement la spécificité et la sensibilité, mais au prix d’une complexité croissante du dosage. Les scientifiques ont précédemment développé la mise en évidence simplifiée des infections pour naviguer dans les épidémies (SHINEv1), un test de diagnostic qui ne nécessitait pas d’extraction d’acide nucléique ni d’équipement personnalisé. Cependant, SHINEv1 avait certaines limites, telles que des étapes de chauffage fréquentes et nécessitant des mélanges de réactifs nécessitant un stockage au froid. SHINEv2 est une version améliorée de SHINEv1 et est une technologie rapide, conviviale et largement déployable pour détecter les COV du SARS-CoV-2.
SHINEv2
Comme mentionné, cette étude développe SHINEv2, un CRISPR-Dx largement déployable pour la détection de l’ARN du SRAS-CoV-2. Il est également capable d’identifier les COV à partir d’échantillons non extraits avec un flux de travail simple, contrairement aux méthodes précédentes. SHINEv2 ne nécessite pas non plus de chaîne du froid et d’équipement auxiliaire. De plus, le dosage est considérablement simplifié par la lyophilisation, qui facilite également le transport et le stockage.
SHINEv2 peut être distribué à l’étranger sans perte de performances. En outre, la convivialité du test est considérablement renforcée car cette technologie est sans équipement et utilise une méthode de lyse d’échantillon à température ambiante. En conséquence, SHINEv2 implique très peu d’étapes de la part de l’utilisateur et offre une sensibilité 50 fois supérieure. Une autre caractéristique importante de SHINEv2 est qu’il s’aligne parfaitement avec la RT-qPCR dans les échantillons avec des niveaux d’ARN supérieurs à notre LoD analytique de 200 copies/μL. Ce niveau de sensibilité est assez impressionnant car il pourrait permettre la détection de chaque individu potentiellement infectieux, même ceux manqués par les tests de capture d’antigène.
Améliorer l’accessibilité de SHINEv2. a, fluorescence SHINE du dosage RNase P SHINEv2 sur cible d’ADN synthétique après 90 minutes ; NTC, pas de contrôle de cible. b, Détection basée sur le flux latéral de l’ARN du SRAS-CoV-2 à l’aide de SHINEv2 avec différentes compositions de polyéthylène glycol (c’est-à-dire PEG) ; avec ou sans dilution après 90 minutes d’incubation. NTC, pas de contrôle de cible. c, Détection SHINEv2 basée sur le flux latéral de l’ARN du SRAS-CoV-2 après une incubation de 90 minutes dans un bloc thermique ou en utilisant la chaleur corporelle (incubation sous les bras). NTC, pas de contrôle de cible. d, fluorescence SHINE sur l’ARN du SARS-CoV-2 après 90 minutes à 37°C ou 25°C ; NTC, pas de contrôle de cible. Pour d, centre = moyenne et barres d’erreur = sd pour 3 répétitions techniques.
SHINEv2 est une amélioration significative par rapport aux méthodes précédentes car il peut identifier plusieurs mutations dans les COV alpha, bêta, gamma et delta. Il est également assez polyvalent car il peut s’adapter aux variantes virales émergentes et à d’autres virus lors des épidémies actuelles et futures. Par conséquent, SHINEv2 pourrait éclairer les réponses de santé publique en fournissant des informations critiques.
SHINEv2 pourrait également être utilisé pour prioriser les tests et le déploiement des vaccins dans les communautés les plus touchées. Cela pourrait également aider les médecins à choisir le bon traitement pour les patients atteints de COVID-19 sévère. Dans l’ensemble, les scientifiques pensent que SHINEv2 sera extrêmement utile pour les tests de surveillance communautaire. La nature conviviale et sans équipement de cette technologie la rend particulièrement attrayante.
Conclusion
Bien que SHINEv2 soit une amélioration significative par rapport à SHINEv1, davantage de recherches et d’avancées sont nécessaires pour que les tests de diagnostic basés sur CRISPR aient lieu dans n’importe quel endroit, y compris dans les environnements domestiques. Idéalement, un tel test ne nécessiterait aucun équipement spécialisé et impliquerait quelques étapes simples à température ambiante pour fournir une lecture visuelle rapide et précise. Les diagnostics actuels d’acide nucléique ne répondent pas simultanément à tous les critères énumérés ci-dessus.
Les étapes de manipulation des liquides pourraient être réduites en combinant le traitement des échantillons, l’amplification des acides nucléiques et la détection basée sur CRISPR en une seule réaction à température ambiante. En outre, le dosage pourrait être simplifié et le risque de contamination pourrait être réduit en incorporant des lectures colorimétriques basées sur la solution. Des améliorations supplémentaires seront nécessaires pour augmenter les performances de SHINEv2 à température ambiante et l’ajout de protéines auxiliaires pourrait entraîner ce changement.
Collectivement, ces améliorations pourraient constituer un outil essentiel dans la lutte contre les pandémies actuelles et futures. En réduisant la complexité des tests et en simplifiant la distribution des tests, les chercheurs ont pris des mesures pour développer un outil de diagnostic viable.
*Avis important
medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.
