Au-delà de la grossesse et du COVID-19, le monde pourrait bientôt compter sur des tests à domicile pour de nombreuses maladies, en partie grâce aux améliorations alimentées par l’IA.
Des scientifiques de l’Université de Floride ont utilisé des outils d’intelligence artificielle pour simplifier un test qui fonctionne à la fois pour l’hépatite C et le SRAS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19. Le test simplifié se déroule dans un petit tube à essai en quelques minutes seulement. Avec plus de raffinement, il pourrait arriver bientôt dans les cabinets médicaux et, un jour, même des tests à domicile aussi simples qu’un test de grossesse.
« Nous essayons de construire un test à domicile aussi fiable qu’un test en laboratoire », a déclaré Piyush Jain, professeur de génie chimique à l’UF qui a dirigé les dernières recherches. « Nous essayons de simplifier le test, d’éliminer le besoin d’équipement coûteux et de fournir des résultats en seulement 10 à 20 minutes. »
Pour atteindre ces objectifs, le groupe de Jain innove sur un système connu sous le nom de réaction en un seul pot, car l’ensemble du test se déroule dans un petit tube à essai. Ces tests, basés sur une technologie connue sous le nom de RT-LAMP, peuvent amplifier de petites portions du génome d’un virus et produire un signal visible lorsqu’il détecte le virus. La lecture de ces tests peut être aussi simple que de rechercher une couleur bleue ou d’utiliser un petit appareil qui détecte un changement dans le tube à essai.
La FDA a approuvé certains tests à domicile en un seul pot pour le COVID-19, dans le cadre de l’autorisation d’utilisation d’urgence, mais ils ont un taux de faux positifs relativement élevé, ce qui signifie qu’ils ne sont pas aussi fiables qu’ils pourraient l’être.
Nous combinons une autre technologie appelée CRISPR pour déterminer la différence entre un faux positif et un vrai positif. »
Piyush Jain , professeur UF de génie chimique
CRISPR est devenu connu dans le monde de la biotechnologie pour sa capacité à apporter des améliorations rapides au génie génétique, qui ont le potentiel de guérir un jour les maladies héréditaires en réparant les génomes. Le groupe de Jain s’appuie sur la capacité du système CRISPR à se concentrer sur des séquences génétiques particulières. Ce n’est que si la séquence pour, disons, le virus de l’hépatite est réellement présente que le test donnera un résultat positif.
Le seul problème? La technologie RT-LAMP nécessite une température de 150 degrés F, tandis que CRISPR fonctionne mieux à 100 degrés. Cette différence rend les tests beaucoup plus compliqués nécessitant deux réactions distinctes – trop compliquées pour une utilisation à domicile. L’équipe de Jain a tenté de combler cet écart en développant un système CRISPR capable de résister à des températures plus élevées.
À partir d’une espèce de bactérie aimant la chaleur, les chercheurs ont récemment découvert une enzyme CRISPR qui se développe à 140 degrés. Dans leurs derniers travaux, le groupe de Jain s’est tourné vers des outils d’IA pour analyser cette enzyme et découvrir comment ils pourraient la faire survivre à 150 degrés. Les programmes d’IA ont suggéré quelques dizaines de changements à l’enzyme, que le groupe de Jain a testés en laboratoire. Ils ont finalement trouvé quatre changements à l’enzyme qui la laissent fonctionner à 150 degrés.
« Il est très difficile pour tout être humain de faire ce type d’analyse sur une enzyme. Nous n’avons pas eu à passer des années, nous pourrions apporter ces améliorations en quelques mois », a déclaré Jain. « Avec tout fonctionnant à la même température, nous sommes désormais en mesure de tout combiner dans une véritable réaction en un seul pot, que nous appelons SPLENDID. »
L’équipe a vérifié son test SPLENDID simplifié sur des échantillons cliniques de patients atteints d’hépatite C ou de COVID-19. Le test était précis à 97 % pour le SRAS-CoV-2 et à 95 % pour la version la plus répandue du virus de l’hépatite C trouvée dans le monde. Bien qu’il n’ait pas bien fonctionné contre toutes les autres versions moins prédominantes du virus de l’hépatite C, des changements simples au test devraient rapidement améliorer sa précision, dit Jain. Son équipe a publié ses conclusions le 8 mai dans la revue La cellule rapporte la médecine.
Le travail a été financé par l’Institut national des allergies et des maladies infectieuses des National Institutes of Health dans l’espoir de développer des tests simples pour les virus comme l’hépatite C afin qu’ils puissent être identifiés et traités tôt, lorsque les traitements fonctionnent le mieux. Le groupe de Jain va maintenant travailler pour affiner le test, améliorer sa capacité à distinguer les souches d’hépatite C et le vérifier en milieu hospitalier dans l’espoir de fournir un jour des tests à domicile également.
