La technologie Lab-on-a-chip détecte l'anticorps COVID-19

Une plate-forme d'imagerie robuste et à faible coût utilisant la technologie de laboratoire sur puce créée par l'Université de Californie, les scientifiques d'Irvine pourraient être disponibles pour un diagnostic rapide des coronavirus et des tests d'anticorps dans tout le pays d'ici la fin de l'année.

Le système UCI peut grandement contribuer au déploiement d'un vaccin contre le COVID-19 et à la réouverture de l'économie, car les deux nécessitent des tests généralisés pour le virus et ses anticorps. Jusqu'à présent, les tests d'anticorps aux États-Unis ont été trop inexacts ou coûteux pour atteindre les chiffres nécessaires.

Mais les enquêteurs de l'UCI Weian Zhao, Per Niklas Hedde, Enrico Gratton et Philip Felgner estiment que leur nouvelle technologie peut aider à accélérer le processus de test rapidement et à moindre coût. Leur découverte apparaît dans le journal Laboratoire sur une puce, qui est publié par la Royal Society of Chemistry.

Nous devons tester des millions de personnes par jour, et nous en sommes très loin. Cette plate-forme de test précise permet aux agents de santé publique de mettre en œuvre des stratégies d'atténuation individualisées qui sont nécessaires pour rouvrir en toute sécurité le pays et l'économie. « 

Per Niklas Hedde, auteur principal de l'étude et scientifique de projet, Département des sciences pharmaceutiques, Université de Californie

Comment ça fonctionne

Utilisant le sang d'une piqûre de doigt, le test UCI sonde des centaines de réponses anticorps contre 14 virus respiratoires, y compris le SRAS-CoV-2, en seulement deux à quatre heures. Identifier les réponses aux infections virales présentant des symptômes similaires à ceux du COVID-19 permettra d'éviter que les hôpitaux ne touchent des patients atteints de rhume et de grippe standard.

Les résultats sont imprimés sur une plateforme d'imagerie à faible coût. L'imageur TinyArray combine un prototype imprimé en 3D avec une LED standard et une petite caméra de 5 mégapixels pour trouver simultanément des marqueurs pour de nombreux anticorps.

Cela garantit une précision égale à celle des systèmes d'imagerie coûteux, mais rend la plate-forme suffisamment portable pour être déployée n'importe où – pour un coût de seulement 200 $.

Le même appareil peut également traiter les résultats des tests sur écouvillon nasal couramment utilisés pour le SRAS-CoV-2 afin que les patients puissent être testés pour le COVID-19 et ses anticorps sur une seule plateforme.

Actuellement, la plupart des tests d'anticorps ne vérifient qu'un ou deux antigènes, les substances étrangères qui poussent le corps à produire des anticorps.

« Il y a un mois ou deux, les tests étaient en quelque sorte considérés comme le Far West », a déclaré Zhao, professeur de sciences pharmaceutiques, ajoutant que la plupart des tests d'anticorps contre le SRAS-CoV-2 ne sont « tout simplement pas précis ».

Les systèmes qui testent la gamme complète d'anticorps nécessaires à des résultats fiables nécessitent des appareils d'imagerie qui coûtent entre 10 000 et 100 000 dollars et sont trop volumineux pour une utilisation généralisée. Les zones sans ressources pour acquérir l'une de ces machines doivent envoyer leurs échantillons à des laboratoires externes pour les tests, ce qui signifie que les résultats prennent des jours plutôt que des heures.

Gros impact

Des tests à grande échelle détermineront quel pourcentage de la population avait le COVID-19 mais n'a jamais montré de symptômes, ce qui aura un impact important sur la santé publique et les décisions de réouverture.

« Et s'il s'avère qu'un plus grand pourcentage de personnes dans une communauté ont déjà contracté le virus? » Dit Zhao. « Cela signifie que vous êtes plus proche de la réalisation de l'immunité collective. »

Et comprendre quels anticorps sont produits et combien de temps ils durent sera essentiel pour développer un vaccin efficace et administrer le bon dosage. Cela peut être critique pour les années à venir si le virus mute, ce qui nécessite des mises à jour un peu comme les vaccinations annuelles contre la grippe.

L'équipe UCI a déjà effectué 5 000 tests dans le comté d'Orange, et l'objectif final est de tester 20 000 échantillons par unité et par jour. Les chercheurs s'associent aux startups UCI Velox Biosystems Inc. et Nanommune Inc. pour augmenter la production.

Ils s'attendent à ce que l'imageur TinyArray soit prêt à être déployé aux États-Unis d'ici la fin de 2020 et travaillent avec des scientifiques d'Uruguay, de Russie et de Thaïlande pour développer des systèmes similaires pour leurs pays.

« Ce serait formidable pour un pays à faible revenu », a déclaré Hedde. « Parce que les matériaux de l'appareil sont bon marché et faciles à obtenir, la plate-forme est facile à fabriquer et à utiliser dans les zones à faibles ressources, rendant les tests accessibles à l'échelle mondiale. »