Un moyen rapide et précis de tester l’infection au COVID-19 constituerait un grand pas en avant pour vaincre l’emprise du virus sur notre société. Maintenant, dans un article publié dans Laboratoire sur puce, Des chercheurs japonais ont développé une solution prometteuse : une nouvelle plateforme associant la technologie des nanopores à l’intelligence artificielle.
Qu’est-ce qu’un nanopore ? Un nanopore est un minuscule trou dans un substrat mince, souvent une plaquette de silicium. Un nanopore peut varier de plusieurs nanomètres à plusieurs centaines de nanomètres de diamètre ; une échelle suffisamment petite pour fonctionner avec le SRAS-CoV-2, le virus responsable du COVID-19.
Notre technologie consiste à étudier les changements dans le courant électrique lorsque différents matériaux traversent de minuscules nanopores. Grâce à l’intelligence artificielle, nous pouvons comprendre la structure, le volume et la charge superficielle de différents matériaux, y compris les virus. »
Kaoru Murakami, auteur principal de l’étude
Le SRAS-CoV-2 est typique de nombreux autres virus à ARN dans la mesure où il mute constamment, modifiant ainsi les propriétés du virus, notamment les taux d’infection et les symptômes. Une mutation tristement célèbre du virus, la variante Omicron, a été identifiée pour la première fois en novembre 2021 et est connue pour sa capacité à se propager rapidement. Jusqu’à présent, l’un des plus grands défis des tests de dépistage du COVID-19 a été de déterminer avec précision la présence ou l’absence de variantes nouvellement mutées dans un échantillon.
Ainsi, les chercheurs ont d’abord cherché à démontrer que leur plateforme pouvait détecter des différences entre six variantes différentes du SARS-CoV-2. Ensuite, ils ont vérifié si leur plateforme pouvait identifier les souches du SRAS-CoV-2 dans 241 échantillons de salive, collectés auprès de 132 personnes infectées par le SRAS-CoV-2 et de 109 personnes non infectées. Non seulement la plateforme a été capable de distinguer les variantes du SRAS-CoV-2, mais elle a également pu déterminer la présence de la variante Omicron dans 100 % des cas.
Les chercheurs émettent l’hypothèse que leur plateforme basée sur l’IA détecte des différences dans les protéines dites de pointe (également appelées protéines S) qui recouvrent la surface des coronavirus. Ces protéines, qui ont tendance à muter très rapidement, se lient aux récepteurs des cellules hôtes et jouent un rôle crucial dans la pénétration dans les cellules hôtes.
Jusqu’à présent, la méthode de référence pour la détection du SRAS-CoV-2 était une méthode appelée RT-PCR (le test de réaction en chaîne par polymérase avec transcription inverse). « Comme la RT-PCR, notre plateforme AI-nanopore peut détecter les coronavirus avec une sensibilité et une spécificité élevées. Cependant, un avantage majeur de notre système nanopore est qu’il est beaucoup moins coûteux et qu’il a le potentiel de mesurer un plus grand nombre d’échantillons dans un temps donné. période de temps », explique Masaaki Murakami, auteur principal.
Les avantages de ce système ne sont pas spécifiques au SRAS-CoV-2 ; d’autres virus à ARN ont également tendance à avoir des taux de mutation élevés, et cette plateforme pourrait donc être utilisée pour détecter des virus tels que la grippe. La nouvelle plateforme pourrait même être rapidement adaptée pour tester la prochaine maladie infectieuse nouvellement apparue.
