L’épidémie mondiale rapide d’un nouveau coronavirus, à savoir le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), a provoqué la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), qui a fait plus de 6,4 millions de morts dans le monde. Les scientifiques ont travaillé sans relâche et développé des vaccins, dont plusieurs ont reçu une autorisation d’utilisation d’urgence d’organismes de réglementation mondiaux, tels que la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis. Par la suite, des programmes de vaccination ont commencé dans la plupart des régions du monde.
Sommaire
Arrière plan
Après la vaccination contre le COVID-19, l’évaluation du niveau d’immunité acquise est extrêmement importante. En règle générale, l’efficacité d’un vaccin nouvellement développé a été déterminée en mesurant les niveaux d’immunoglobuline M (IgM) et d’immunoglobuline G (IgG) anti-SRAS-CoV-2 après la vaccination. Cependant, la seule estimation de la concentration de ces immunoglobulines ne représente pas correctement l’immunité acquise générée contre le SRAS-CoV-2, car seule une petite partie des IgM et des IgG peut neutraliser le SRAS-CoV-2.
Au cours de l’infection, le domaine de liaison au récepteur (RBD) de la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 se lie au récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) de l’hôte. Après la vaccination COVID-19, les anticorps neutralisants nouvellement générés (NAbs) se lient au RBD et neutralisent le SRAS-CoV-2. Par conséquent, l’estimation des NAb pourrait fournir des informations plus précises sur l’efficacité du vaccin. De plus, il pourrait également être utilisé pour déterminer l’efficacité des nouvelles stratégies de vaccination dans la gestion des variantes du SRAS-CoV-2.
Les coûts élevés des tests conventionnels de neutralisation du virus et la nécessité pour les experts de les effectuer en font une approche moins pratique pour la détection de masse des NAb dans la population vaccinée. Pour surmonter les limites du système conventionnel, les scientifiques ont récemment développé de nouvelles techniques telles que le dosage immuno-enzymatique, le dosage immunologique à flux latéral (LFIA), les systèmes microfluidiques numériques et le dosage par résonance plasmonique de surface pour détecter les NAb du SRAS-CoV-2.
Parmi les méthodes de détection des NAbs SARS-CoV-2 nouvellement développées, le LFIA est devenu l’immunocapteur de point de service le plus populaire en raison de sa portabilité, de son faible coût et de son processus d’évaluation rapide. Cependant, certaines limites de cette méthode comprennent une sensibilité insuffisante et une gamme colorimétrique limitée.
Bien que l’immunodosage sandwich présente une spécificité et une sensibilité plus élevées, il ne peut pas détecter avec précision les NAb du SRAS-CoV-2. En effet, les NAb du SRAS-CoV-2 sont composés d’une gamme complexe d’anticorps pour le processus de neutralisation, et il est extrêmement difficile de trouver deux sites de liaison différents sur le NAb. En revanche, l’immunodosage compétitif direct est un processus fiable et rentable qui peut être utilisé pour la détection massive des NAb du SRAS-CoV-2.
Une nouvelle étude
Bien que les luminogènes organiques à émission induite par agrégation (AIEgens) présentent une fluorescence brillante à concentration élevée, leur forme nanocristalline ne peut pas se conjuguer avec des anticorps et ne peut pas être libérée du tampon. Par conséquent, leur utilisation dans les nanocristaux AIEgen ultra-brillants dans LIFA est limitée. Un format approprié pour introduire des AIEgens ultrabrillants dans LIFA est nécessaire pour surmonter cette restriction.
Dans un récent Biomatériaux étude, les chercheurs ont développé un LFIA à base de nanoparticules de polystyrène (PS) intégré à l’AIEgen qui peut détecter avec précision l’anti-SARS-CoV-2 NAb dans des échantillons de sérum d’individus vaccinés.
Il a été émis l’hypothèse que la rigidité du polymère PS contenant des anneaux phényles stériques et des chaînes hydrophobes inhiberait de manière significative les mouvements intramoléculaires et déclencherait une fluorescence ultrabrillante de l’AIEgen intégré dans les nanoparticules de PS.
Résultats de l’étude
Fait intéressant, l’encapsulation d’un AIE émissif bleu vert490 dans les nanoparticules de PS modifiées par carboxyle (AIE490NP) a augmenté le signal de fluorescence de plus de dix fois. L’intensité de fluorescence dans la nanoparticule AIE490-PS était beaucoup plus élevée que dans les nanoparticules de points quantiques, qui ont une capacité de fluorescence inhérente.
La combinaison de l’AIE490-La nanoparticule de PS et la LFIA ont fourni une méthode de détection fiable des NAb anti-SARS-CoV-2 dans le sérum humain. AIE490NP modifié avec la chimère ACE2 Fc (ACE2-AIE490NP) a agi comme un marqueur de fluorescence pour détecter les NAb anti-SARS-CoV-2. La membrane de nitrocellulose recouverte de la fusion SARS-CoV-2 nucléocapside S RBD a servi de lignes de test.
La ligne de test a présenté un signal de fluorescence ultra-brillant lors de la rencontre d’un échantillon de sérum négatif, c’est-à-dire que les échantillons ne contenaient pas d’anti-SARS-CoV-2 NAb en raison d’une forte liaison ACE2-RBD. Cependant, en présence d’un échantillon positif contenant des NAb, la ligne de test a légèrement fluorescent en raison de la forte occurrence de liaison NAb-RBD.
L’AIE490-La méthode LFIA basée sur les nanoparticules de PS pour la détection des NAb anti-SARS-CoV-2 a été validée à l’aide de soixante-trois échantillons vaccinés COVID-19 et de soixante-dix échantillons de sérum pré-SARS-CoV-2. Tous les échantillons ont été identifiés positivement par la méthode nouvellement développée. AIE490-La LFIA à base de nanoparticules de PS peut également quantifier théoriquement les NAbs dans les échantillons de test en utilisant l’échantillon de NAbs standard disponible. Le temps de détection estimé pour un échantillon était de 20 minutes.
conclusion
Dans l’ensemble, l’utilisation d’AIEgen comme marqueur fluorescent a considérablement amélioré les performances de LFIA. Les principaux avantages de cette technique sont la portabilité et la rentabilité de la bande LFIA, qui sont extrêmement importantes pour leur application généralisée dans la détection des anticorps SARS-CoV-2. AIE490-Le LFIA à base de nanoparticules de PS est un dispositif extrêmement utile pour déterminer l’efficacité des vaccins COVID-19 et évaluer la durée de la protection immunitaire après la vaccination. Pour améliorer la sensibilité de détection, les chercheurs travaillent actuellement sur le développement de LFIA à base de marqueurs multicolores.
