Les dispositifs de diagnostic utilisés à domicile ou dans les cabinets médicaux ne sont souvent pas assez sensibles pour détecter de petites quantités de virus susceptibles d'être présentes dans des échantillons de patients asymptomatiques, ce qui peut survenir au stade précoce du COVID-19. Dans Biomicrofluidics, par AIP Publishing, les scientifiques rapportent une invention à base de membrane qui peut concentrer le contenu viral d'un échantillon d'urine ou de salive, permettant ainsi sa détection.
Pour augmenter la concentration de l'échantillon, les groupes précédents ont utilisé des particules de gel, couplées à un colorant chimique, pour piéger et détecter un virus, mais cette approche est limitée à des virus spécifiques qui peuvent se lier au colorant. De plus, le temps de test peut être supérieur à 30 minutes et nécessite un équipement coûteux.
D'autres approches ont été essayées, mais toutes n'ont pas la capacité de diagnostiquer différents virus ou d'autres biosubstances d'intérêt, comme la gonadotrophine chorionique humaine, une hormone présente dans l'urine pendant la grossesse.
Des chercheurs de l'Université de Cincinnati et de la Wright-Patterson Air Force Base ont essayé deux appareils différents, tous deux basés sur des systèmes à membrane-filtre similaires.
Le premier dispositif était une unité de concentration entièrement intégrée couplée à un composant capable de détecter le virus en question. Un vide a été utilisé pour tirer l'eau à travers la membrane, laissant le virus dans une solution plus concentrée, et l'échantillon a été analysé dans le même dispositif.
«Le temps nécessaire pour terminer le processus de concentration était très lent», a déclaré l'auteur Amy Drexelius. « En moyenne, chaque appareil a pris environ 30 minutes pour terminer le processus de concentration. Nous avons donc conclu que le dispositif de mise en scène automatique entraîné par le vide n'est pas pratiquement utile et s'est tourné vers un autre dispositif utilisant une pression positive beaucoup plus élevée. »
Le deuxième dispositif a été envisagé parce que les enquêteurs se sont rendu compte qu'en appliquant une pression élevée au lieu d'un vide poussé, ils pouvaient augmenter la différence de pression entre l'échantillon et l'environnement. Un réservoir d'azote gazeux et un régulateur ont été fixés à leur deuxième appareil, permettant l'application de jusqu'à 100 livres par pouce carré de pression.
Le groupe a étudié de vrais biofluides, de la salive et de l'urine, enrichis d'échantillons de protéines provenant du virus de la grippe A. D'autres échantillons contenaient du HCG.
« Les résultats du test étaient extrêmement cohérents avec le deuxième appareil, montrant un résultat de concentration 33 fois supérieur à celui de l'échantillon d'origine », a déclaré Drexelius. « La préconcentration d'un échantillon de 1 millilitre pourrait être réalisée en cinq minutes ou même plus rapidement avec des pressions appliquées plus élevées. »
Le nouveau coronavirus responsable du COVID-19 n'a pas été testé, mais la méthode devrait fonctionner, car la technologie pourrait détecter avec succès la grippe A. Les deux sont des virus respiratoires susceptibles d'être présents dans la salive. La technique est, en outre, prometteuse pour les tests de grossesse, où des résultats précoces sont également très souhaitables.
La source:
Institut américain de physique
Référence du journal:
Drexelius, A., et coll. (2020) Analyse de la préconcentration de la membrane commandée par pression pour les tests au point de service. Biomicrofluidique. doi.org/10.1063/5.0013987.
