Les ingénieurs biomédicaux de l’Université Duke ont conçu un test pour évaluer rapidement et facilement dans quelle mesure les anticorps neutralisants d’une personne combattent l’infection par plusieurs variantes de COVID-19 telles que Delta et la variante Omicron nouvellement découverte.
Ce test pourrait potentiellement indiquer aux médecins à quel point un patient est protégé contre les nouvelles variantes et celles circulant actuellement dans une communauté ou, au contraire, quels anticorps monoclonaux pour traiter un patient COVID-19. Le test est décrit en ligne le 3 décembre dans le journal Avancées scientifiques.
Nous n’avons actuellement vraiment aucun moyen rapide d’évaluer les variants, ni leur présence chez un individu, ni la capacité des anticorps que nous possédons à faire la différence. C’est l’une des craintes persistantes que, alors que nous vaccinons avec succès de plus en plus de personnes, une variante puisse émerger qui échappe plus radicalement à la neutralisation des anticorps induite par le vaccin. Et si cette peur se réalisait – si Omicron s’avérait être le pire des cas – comment le saurions-nous assez rapidement ? »
Cameron Wolfe, professeur agrégé de médecine, Duke University School of Medicine
« Tout en développant un test au point de service pour les anticorps et les biomarqueurs COVID-19, nous avons réalisé qu’il pourrait y avoir un avantage à pouvoir détecter la capacité des anticorps à neutraliser des variantes spécifiques, nous avons donc construit un test autour de cette idée », a déclaré Ashutosh Chilkoti, professeur émérite Alan L. Kaganov et titulaire de la chaire de génie biomédical à Duke. « Il ne nous a fallu qu’une semaine ou deux pour incorporer la variante Delta dans notre test, et elle pourrait facilement être étendue pour inclure également la variante Omicron. Tout ce dont nous avons besoin, c’est de la protéine de pointe de cette variante, que de nombreux groupes à travers le monde – ; y compris notre groupe à Duke ; travaillent fiévreusement à produire. »
Les chercheurs ont surnommé leur test le test COVID-19 Variant Spike-ACE2-Competitive Antibody Neutralization, ou CoVariant-SCAN en abrégé. La technologie du test repose sur un revêtement de brosse en polymère qui agit comme une sorte de revêtement antiadhésif pour empêcher tout sauf les biomarqueurs souhaités de se fixer à la lame de test lorsqu’elle est mouillée. La grande efficacité de ce bouclier antiadhésif rend le test incroyablement sensible même à des niveaux faibles de ses cibles. L’approche permet aux chercheurs d’imprimer différents pièges moléculaires sur différentes zones de la lame pour capturer plusieurs biomarqueurs à la fois.
Dans cette application, les chercheurs impriment des protéines ACE2 humaines fluorescentes, les cibles cellulaires de la fameuse protéine de pointe du virus, sur une lame. Ils impriment également des protéines de pointe spécifiques à chaque variante de COVID-19 à différents endroits spécifiques. Lorsque le test est exécuté, les protéines ACE2 se détachent de la lame et sont capturées par les protéines de pointe encore attachées à la lame, ce qui fait briller la lame.
Mais en présence d’anticorps neutralisants, les protéines de pointe ne sont plus capables de s’accrocher aux protéines ACE2, ce qui rend la lame moins brillante, indiquant l’efficacité des anticorps. En imprimant différentes variantes de la protéine de pointe COVID-19 sur différentes parties de la lame, les chercheurs peuvent voir à quel point les anticorps sont efficaces pour empêcher chaque variante de s’accrocher simultanément à leur cible cellulaire humaine.
Dans l’article, les chercheurs ont testé la technologie de différentes manières. Ils ont essayé des anticorps monoclonaux dérivés de patients réels ou du traitement prophylactique commercial de Regeneron. Ils ont également testé du plasma prélevé sur des personnes vaccinées en bonne santé et sur celles actuellement infectées par le virus.
« Dans tous nos tests, les résultats ont largement imité ce que nous avons vu dans la littérature », a déclaré Jake Heggestad, un doctorant travaillant dans le laboratoire de Chilkoti. « Et dans ce cas, ne rien trouver de nouveau est un bon signe, car cela signifie que notre test fonctionne aussi bien que les méthodes actuellement utilisées. »
Bien qu’elles produisent des résultats similaires, la différence critique entre le CoVariant-SCAN et les méthodes actuelles réside dans la rapidité et la facilité avec lesquelles il peut produire des résultats. Les approches actuelles typiques nécessitent l’isolement de virus vivants et la culture de cellules, ce qui peut prendre 24 heures ou plus et nécessite une grande variété de précautions de sécurité et des techniciens spécialement formés. Le CoVariant-SCAN, en revanche, ne nécessite pas de virus vivant, est facile à utiliser dans la plupart des contextes et prend moins d’une heure, voire 15 minutes, pour produire des résultats précis.
À l’avenir, Heggestad et le laboratoire de Chilkoti s’efforcent de rationaliser la technique en une puce microfluidique qui pourrait être produite en masse et rapporter les résultats avec seulement quelques gouttes de sang, de plasma ou d’autres échantillons liquides contenant des anticorps. Il a déjà été prouvé que cette approche fonctionnait sur un test similaire qui peut distinguer le COVID-19 des autres coronavirus.
« Nous aimerions avoir une visibilité en temps réel des variantes émergentes et comprendre qui a encore une immunité fonctionnelle », a déclaré Wolfe. « De plus, cela laisse entendre qu’il pourrait exister une technique permettant d’évaluer rapidement quel anticorps monoclonal synthétique serait le mieux à administrer à un patient présentant une variante émergente particulière. Actuellement, nous n’avons vraiment aucun moyen de le savoir en temps réel, donc nous comptons sur des données épidémiologiques qui peuvent suivre des semaines de retard. »
« L’inverse est également vrai », a poursuivi Wolfe. « Pour pouvoir pré-cribler les anticorps d’un individu et prédire s’il était suffisamment protégé contre une variante particulière qu’il est peut-être sur le point de rencontrer lors d’un voyage, ou qui émerge dans sa région. Nous n’avons aucun moyen de le faire pour le moment Mais un test comme le CoVariant-SCAN pourrait rendre tous ces scénarios possibles. »
