Des chercheurs israéliens ont décrit un nouveau test moléculaire pour détecter rapidement des agents pathogènes avec une sensibilité élevée dans des échantillons cliniques. La méthode combine un système de biodétection par modulation magnétique (MMB) hautement sensible, un cycle thermique rapide et une sonde d’hydrolyse modifiée à double extinction pour détecter la présence d’ARN.
Étude : Un essai moléculaire basé sur la biodétection par modulation magnétique pour un diagnostic clinique rapide et hautement sensible de COVID-19. Crédit d’image : CROCOOTHERIE/Shutterstock
Publié dans Le Journal des Diagnostics Moléculaires, l’étude a signalé une détection rapide du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) avec une sensibilité et une spécificité élevées dans des échantillons cliniques.
Fond
La détection rapide et sensible des agents pathogènes humains est un besoin urgent, en particulier pendant les épidémies et les pandémies. La pandémie actuelle de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-2019) causée par le SRAS-CoV-2 a incité le développement rapide de diverses méthodes de dépistage rapide pour la détection des agents pathogènes.
Cependant, le test de référence pour le SRAS-CoV-2 est actuellement basé sur la détection par amplification en chaîne par polymérase quantitative de transcription inverse (RT-qPCR) de l’ARN spécifique du virus dans l’échantillon, avec un délai d’exécution de 90 à 120 minutes. Ce test repose sur l’amplification de la cible par la polymérase Taq et utilise une sonde d’hydrolyse basée sur le transfert d’énergie de résonance fluorescente (FRET).
Alors qu’une seule copie d’un ARN cible peut être détectée théoriquement par RT-qPCR, dans l’ensemble, la phase RT, la surveillance en temps réel et le nombre élevé de cycles d’amplification prennent du temps pour un dépistage rapide. D’autres défis dans les méthodes de dépistage rapide passionnantes incluent le taux élevé de résultats faussement négatifs et les longs temps de réaction.
Cette étude décrit un nouveau test de biodétection par modulation magnétique (MMB) 3 à 4 fois plus rapide que la RT-qPCR standard et surmonte les limites du dépistage rapide à faible encombrement existant.
L’étude
Les chercheurs ont effectué un test MMB pour les cibles du gène E (enveloppe) et du gène N1 (nucléocapside) dans cette étude. Ils ont collecté les écouvillons nasopharyngés de patients hospitalisés positifs au COVID-19. Ils ont collecté des échantillons pour l’ensemble négatif SARS-CoV-2 avant le début de la pandémie de COVID-19 en Israël.
Les chercheurs ont étudié le test MMB à partir de réactions RT-PCR avec ou sans le gène synthétique de l’ARN E du SRAS-CoV-2 dans un test dépendant des cycles d’amplification. Alors qu’ils ont détecté aussi peu que dix copies de in vitro cibles du gène E d’ARN transcrit avec 30 cycles d’amplification, les cycles optimaux pour un SNR amélioré s’avèrent être effectués à 40 cycles d’amplification.
Transcrire la cible du gène E in vitro dans de l’eau de qualité PCR, les chercheurs ont également effectué un test dépendant des copies/réaction pour déterminer la sensibilité analytique du test. Ils ont calculé que la limite de détection était de 1,6 copies/réaction.
Il est important de noter que les chercheurs ont déterminé la sensibilité et la spécificité cliniques du test du gène E basé sur le MMB après 40 cycles d’amplification. Pour les 309 échantillons cliniques, dont 170 échantillons SARS-CoV-2 négatifs (dont 30 positifs pour d’autres virus respiratoires) et les 139 échantillons RT-qPCR SARS-CoV-2 positifs, les chercheurs ont montré que le test MMB avait 100 % de spécificité et 97,8 % de sensibilité clinique pour les échantillons avec ≤ 42.
En outre, les chercheurs ont testé la sensibilité et la spécificité cliniques du test du gène N1 basé sur le MMB après 40 cycles d’amplification. Ils ont utilisé 70 échantillons, dont 40 échantillons SARS-CoV-2 négatifs (dont 30 positifs pour d’autres virus respiratoires) et 30 échantillons RT-qPCR SARS-CoV-2 positifs.
En utilisant le même seuil ROC calculé pour le MMB E-test de gène, les chercheurs ont identifié tous les échantillons négatifs comme négatifs, indiquant une spécificité de 100% par le N1dosage basé sur le gène MMB.
En corrélant la valeur Ct et les signaux MMB, les chercheurs ont conclu que le test pouvait fournir, en plus de résultats qualitatifs précis, des résultats semi-quantitatifs tels que négatifs, positifs à la limite et positifs. De manière significative, ils ont également signalé qu’il n’y avait pas de réactivité croisée dans ce test, indiquant une spécificité élevée. En outre, l’étude examine les coûts associés au test MMB – il devrait être moins cher que le coût d’un système RT-qPCR standard.
Conclusion
Les chercheurs ont présenté ici un test moléculaire rapide pour détecter des séquences d’ARN spécifiques au SRAS-CoV-2 basé sur le test MMB. Ils ont démontré que la sensibilité et la spécificité cliniques étaient respectivement de 97,8 et 100 %.
Par rapport au test RT-qPCR moyen (90-120 minutes), les tests moléculaires basés sur le MMB avec 40 cycles d’amplification n’ont pris que 30 minutes (temps de manipulation compris). La détection à base de MMB est environ 150 fois plus sensible que la détection optique directe de molécules fluorescentes (RT-qPCR).
Les chercheurs ont rapporté que cette plate-forme MMB avait déjà été décrite pour détecter le virus Ibaraki et le sexe du poulet en ovo. Il s’agit du premier rapport décrivant le dosage du MMB pour la détection moléculaire des agents pathogènes humains.
Les amorces et le jeu de sondes dans ce test peuvent être ajustés pour détecter facilement d’autres agents pathogènes. Couplé à un dispositif de détection à haut débit pour cribler rapidement de grands échantillons dans une communauté, ce test peut modifier la réponse à toute situation pandémique.