Dans un nouvel article publié dans Nature Génie biomédicalune équipe de scientifiques dirigée par le professeur Aydogan Ozcan du département de génie électrique et informatique de l’UCLA et directeur associé du California NanoSystems Institute, a développé un système de détection de plaque virale rapide, sans tache et automatisé activé par l’holographie et l’apprentissage en profondeur.
Ce système intègre un dispositif d’imagerie holographique rentable et à haut débit qui surveille en permanence les cellules infectées par le virus non colorées pendant leur processus d’incubation. À chaque cycle d’imagerie, ces hologrammes en accéléré capturés par l’appareil sont périodiquement analysés par un algorithme alimenté par l’IA pour détecter et compter automatiquement les plaques virales qui apparaissent en raison de la réplication du virus.
Arrière-plan
Les infections virales défient l’humanité depuis des siècles. Même avec des avancées scientifiques progressives, la lutte contre les virus se poursuit, comme en témoigne la récente pandémie de COVID-19.
Dans la lutte contre ces infections virales, diverses techniques ont été établies pour détecter et quantifier les virus, contribuant de manière significative au développement de vaccins et de médicaments antiviraux critiques. Parmi ces techniques, le test de plaque virale se distingue comme l’étalon-or en raison de sa capacité unique à évaluer l’infectivité du virus de manière rentable en observant la formation de plaques virales causées par des infections virales sur une couche de cellules.
Néanmoins, les tests de plaque virale traditionnels nécessitent une période d’incubation de 2 à 14 jours, suivie d’une coloration de l’échantillon à l’aide de produits chimiques et d’une inspection visuelle humaine pour compter le nombre de plaques virales. Cette procédure prend du temps et est sensible aux artefacts de coloration et aux erreurs de comptage induites par les techniciens humains. Par conséquent, une technique de quantification de la plaque virale précise, automatisée, rapide et rentable est nécessaire de toute urgence.
Méthode
La preuve de concept et l’efficacité de ce système ont été démontrées à l’aide de trois types de virus différents : le virus de la stomatite vésiculeuse (VSV), le virus de l’herpès simplex de type 1 (HSV-1) et le virus de l’encéphalomyocardite (EMCV). En utilisant ce système, les chercheurs de l’UCLA ont réussi à détecter plus de 90 % des plaques virales de VSV dans les 20 heures d’incubation sans aucune coloration chimique, démontrant ainsi un gain de temps de plus de 24 heures par rapport au test de plaque traditionnel, qui nécessite 48 heures d’incubation. incubation des échantillons.
Dans le cas du HSV-1 et de l’EMCV, ce système a effectivement réduit leurs temps de détection de plaque virale d’environ 48 et 20 heures, respectivement, par rapport au temps de détection nécessaire pour le test de plaque virale traditionnel basé sur la coloration.
Impact
En plus d’offrir des économies de temps importantes, ce système sans tache et rentable peut identifier avec succès les plaques virales individuelles au sein des grappes par opposition aux tests de plaque virale traditionnels, qui ne parviennent pas à détecter et à compter séparément ces plaques individuelles au sein des grappes en raison de l’espace superposition de leurs signatures.
