Développement d'un nouveau test rapide pour COVID-19

Par Emily Henderson, B.Sc.15 juin 2020

News-Medical parle au professeur Matt Gibson de ses recherches révolutionnaires où son équipe a développé un nouveau test rapide pour la détection de COVID-19.

Pourquoi avez-vous choisi de rechercher COVID-19 et sa détection?

Nous avons un programme de recherche en place, développant des outils chimiques pour sonder les protéines de liaison au glycane et nous travaillions avec nos collaborateurs de l'industrie, Iceni Diagnostics, dans le domaine du diagnostic.

De nombreux virus ciblent les glycanes (sucres) à divers stades de leurs processus d'infection, et nous avons essayé de développer des outils de nanoscience pour examiner cette question. Ainsi, alors que la pandémie COVID a émergé, il était évident pour nous de nous concentrer sur ce défi urgent.

Crédit d'image: MattLphotography / Shutterstock.com

Quels sont les tests actuels disponibles pour la détection de COVID-19 et quelles sont leurs limites?

La méthode actuellement utilisée pour diagnostiquer est basée sur la PCR (amplification en chaîne par polymérase) qui détecte la présence du matériel génétique du virus.

Le principal défi de cette méthode, à laquelle nous voulions offrir une alternative, est qu'elle n'est (généralement) pas au point de service – elle a besoin d'une infrastructure et de scientifiques qualifiés.

Notre concept est un appareil facile à utiliser, qui ressemble à un test de grossesse à domicile, il est donc facile à utiliser et à faible coût.

Vous avez dit qu'une détection rapide du virus est cruciale. Pourquoi est-il si important d'avoir un test capable de diagnostiquer rapidement COVID-19?

Il existe peu de traitements et pas (encore) de vaccins contre cette maladie. Ainsi, les principaux outils pour le contrôler sont l'hygiène et l'isolement pour arrêter sa propagation. Plus tôt vous pouvez identifier un cas, plus tôt la propagation peut être arrêtée.

Notre objectif est d'avoir un test qui donne un résultat en moins de 30 minutes donc pourrait avoir une application pour des tests généralisés ou même sur des hubs de transport, par exemple.

Comment avez-vous développé votre nouveau test de diagnostic pour COVID-19?

Nous développons des outils de nanoparticules pour comprendre et identifier les protéines de liaison au glycane depuis un certain temps. Lorsque COVID a fait la une des journaux, nous avons commencé à lire et à trouver des articles montrant que des coronavirus apparentés (tels que ceux qui ont causé le SRAS et le MERS) se seraient liés à une classe de glycanes appelés acides sialiques. Les parties du virus qui les lient proviennent de la protéine de pointe qui se trouve à l'extérieur du virus.

Nous avons rapidement immobilisé les acides sialiques sur les particules et avons trouvé des candidats qui liaient fortement les parties de la protéine de pointe – ce fut le moment de l'eureka lorsque nous sommes devenus confiants que nous pourrions l'intégrer dans un test de type à flux latéral.

Nous avons beaucoup ajusté les particules, en termes de taille, et, surtout, nous avons utilisé un revêtement polymère qui stabilise les particules. Nous pourrions alors montrer que nous pouvons faire des tests simplifiés qui peuvent lier la protéine et utiliser une particule pour imiter le virus que nous pouvons détecter dans un test de flux latéral.

Nos partenaires, chez Icnei diagnostics, étudient l'utilisation des glycanes dans le diagnostic depuis plusieurs années, nous avons donc travaillé ensemble sur ce point.

Comment fonctionne le test?

C'est en fait assez simple (mais il a fallu beaucoup de travail pour en arriver là!). Fondamentalement, nous mettons le glycane (sucre) sur la surface du papier, ainsi que le glycane sur une nanoparticule d'or. Le principe est que si le virus est présent, il se liera au glycane à la surface (concentrant l'échantillon) et la particule d'or (qui est de couleur rouge vif) se lie également, ce qui génère une ligne rouge, indiquant un résultat positif.

Vous pouvez le considérer comme un « sandwich » où le virus sera la garniture, et les deux composants contenant du glycane sont le pain.

Crédit d'image: Kateryna Kon / Shutterstock.com

Pourquoi est-il avantageux d'utiliser des glycanes (sucres) plutôt que des anticorps ou du matériel génétique pour détecter le COVID-19 dans ce test?

Les glycanes sont cruciaux dans une vaste gamme de processus d'infection et peuvent donc être rapidement testés pour la liaison afin de créer un nouvel outil de détection. Des outils comme la PCR qui identifient le matériel génétique ont besoin d'infrastructures et d'équipements, de sorte que notre approche présente l'avantage d'être peu coûteuse et adaptée aux applications sur le lieu de soins en dehors des hôpitaux.

Il y a un deuxième avantage par rapport aux autres appareils à flux latéral qui utilisent des anticorps: nous pensons que les glycanes ont l'avantage de ne pas nécessiter de chaînes du froid complexes. Contrairement à la plupart des appareils à flux latéral, notre approche ne nécessite pas de protéines pour les événements de reconnaissance et pourrait donc être plus simple et potentiellement moins chère.

Ce test peut-il diagnostiquer COVID-19 immédiatement après l'infection?

La méthode que nous développons cible et détecte les particules virales, donc en principe, il peut détecter le virus, tant qu'il est au-dessus de la limite de détection.

Il est trop tôt pour nous de spéculer sur la rapidité avec laquelle il pourrait détecter le cycle d'infection, mais d'autres systèmes d'écoulement latéral ont des limites de détection très basses, nous sommes donc optimistes.

Quels sont les avantages de ce test par rapport aux autres tests COVID-19 disponibles?

Le véritable avantage serait la simplicité et la rapidité. Nous visons à ce qu'il fonctionne par exemple avec de la salive et / ou des écouvillons nasaux (comme avec les méthodes de PCR actuelles) et aucune infrastructure ne sera nécessaire. Nous pensons qu'il existe un réel besoin d'un test très rapide pour le tri des personnes, ou par exemple dans les hubs de transport pour identifier rapidement les transporteurs.

Notre test serait également peu coûteux, ce qui est crucial si vous souhaitez évoluer vers un très grand nombre de personnes.

Crédit d'image: anyaivanova / Shutterstock.com

Croyez-vous qu'en ayant un test rapide pour la détection de COVID-19, nous pouvons réduire le nombre de personnes infectées par le virus?

Je pense que tout nouveau diagnostic (validé) qui pourrait aider à identifier les personnes infectées plus tôt serait extrêmement bénéfique.

Comment ce test pourrait-il aider la société à revenir à la normale?

Je tiens à souligner que nous avons prouvé que notre méthode peut détecter la partie clé du virus et qu'elle n'est pas encore validée sur des échantillons cliniques / patients. Notre vision est qu'il s'agit d'un appareil simple, jetable et peu coûteux qui pourrait être utilisé dans des endroits / situations où une PCR n'est tout simplement pas pratique.

Par exemple, dans un aéroport pour tester les gens avant de voyager ou même sur les lieux de travail pour aider à limiter la propagation, en particulier chez les personnes asymptomatiques.

Quand ce nouveau test de diagnostic pourrait-il être facilement disponible?

Lorsque nous avons commencé cela, nous voulons nous assurer que nous avons travaillé sur un système qui avait le potentiel d’être étendu – essentiellement, nous avons «détourné» les outils existants. Ceci est important, car les sites de fabrication de dispositifs à flux latéral sont déjà en place dans le monde entier, donc une fois que nous obtenons des données convaincantes sur les patients, il existe des moyens de les fabriquer rapidement.

Nous en sommes toutefois au stade, comme pour toute approche perturbatrice, où nous avons besoin de plus de soutien financier pour nous assurer d’avancer rapidement.

Quelles sont les prochaines étapes de votre recherche sur COVID-19 et les diagnostics?

L'étape suivante consiste à tester davantage le virus primaire et les échantillons de patients. La beauté de notre système est qu'il est rapide de changer chaque paramètre pour l'optimiser, nous sommes donc confiants que nous progresserons rapidement dans les prochains mois.

Où les lecteurs peuvent-ils trouver plus d'informations?

Ceci est le lien vers la pré-impression décrivant ce travail. Il est important de noter que cela n'a pas encore été évalué par des pairs. https://chemrxiv.org/articles/The_SARS-COV-2_Spike_Protein_Binds_Sialic_Acids_and_Enables_Rapid_Detection_in_a_Lateral_Flow_Point_of_Care_Diagnostic_Device/12465680

En savoir plus sur le groupe Gibson ici

Cliquez ici pour en savoir plus sur Iceni Diagnostics

À propos du professeur Matt Gibson

Matt est à Warwick depuis 2009. Il dirige une équipe de recherche interdisciplinaire répartie entre le Département de chimie et la Warwick Medical School.

L'équipe étudie comment les biomatériaux peuvent être utilisés pour comprendre ou aider divers défis liés aux soins de santé. Cela comprend de nouveaux matériaux pour cryoconserver et transporter des thérapies biologiques et des matériaux pour sonder le rôle des glycanes dans l'infection.

Il a précédemment détenu une prestigieuse bourse de démarrage ERC et (à partir de septembre) une bourse de consolidation ERC et est actuellement membre de la Royal Society Industry Fellow. Son travail est financé non seulement par des sources gouvernementales, mais aussi par des organismes de bienfaisance et l'industrie.

Au cours des dernières années, Matt a participé activement à la création de partenariats industrie / université dans l'espace biomédical. Avant de rejoindre Warwick, Matt a entrepris son diplôme / doctorat. à Durham University et a passé du temps comme chercheur à l'EPFL en Suisse.