Des tests rapides, bon marché et précis restent essentiels pour la surveillance épidémiologique et pour que les services de santé surveillent et contiennent la propagation du SRAS-CoV-2. Des scientifiques brésiliens ont contribué aux efforts dans ce domaine en développant un immunocapteur électrochimique qui détecte les anticorps contre le virus. L’innovation est décrite dans un article publié récemment dans la revue ACS Science et ingénierie des biomatériaux.
A la recherche d’une nouvelle méthode de diagnostic, le groupe a opté pour un matériau fréquemment utilisé en métallurgie – l’oxyde de zinc – et l’a associé pour la première fois au verre d’oxyde d’étain dopé au fluor (FTO), un matériau conducteur utilisé dans les électrodes pour le photovoltaïque et autres applications avancées.
« Avec cette combinaison inhabituelle et l’ajout d’une biomolécule, la protéine de pointe virale, nous avons développé une surface capable de détecter des anticorps contre le SRAS-CoV-2. Le résultat s’affiche sous la forme d’un signal électrochimique capté par cette surface », explique le chimiste Wendel Alves. , auteur principal de l’article. Alves est professeur au Centre des sciences naturelles et humaines de l’Université fédérale de l’ABC (UFABC), État de São Paulo.
L’électrode fabriquée par les chercheurs a détecté des anticorps COVID-19 dans le sérum en environ cinq minutes avec une sensibilité de 88,7 % et une spécificité de 100 %, surpassant même le test ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay), l’outil de diagnostic clinique de référence actuel.
La recherche a été soutenue par la FAPESP via l’Institut national des sciences et technologies pour la bioanalyse et un projet thématique.
Selon Alves, qui dirige le laboratoire d’électrochimie et de matériaux nanostructurés de l’UFABC, la connaissance préalable des propriétés chimiques telles que le point isoélectrique de la protéine de pointe du virus (S), a permis au groupe de développer une plate-forme permettant à S de se lier électrostatiquement aux nanotiges d’oxyde de zinc. L’oxyde de zinc est de plus en plus utilisé pour fabriquer des biocapteurs en raison de sa polyvalence et de ses propriétés chimiques, optiques et électriques uniques.
L’immunocapteur est facile à fabriquer et à utiliser, et son coût de production est relativement faible. « Le groupe a réussi à développer l’appareil grâce à sa solide connaissance des nouveaux matériaux et de la synthèse de nanotiges d’oxyde de zinc », a déclaré Alves. Les nanotiges forment un film sur la surface conductrice du FTO, créant un microenvironnement moléculaire favorable à l’immobilisation de la protéine S et faisant de la construction un moyen simple de détecter ces anticorps.
Les chercheurs vont maintenant adapter la plate-forme pour la rendre portable et connectable aux appareils mobiles pour une utilisation dans le diagnostic du COVID-19 et d’autres maladies infectieuses.
Analyse et utilisations futures
Au total, 107 échantillons de sérum sanguin ont été analysés. Ils ont été divisés en quatre groupes : pré-pandémiques (15), convalescents COVID-19 (47), vaccinés sans résultats positifs antérieurs pour la maladie (25) et vaccinés après un résultat positif (20). Le vaccin consistait en deux doses de CoronaVac administrées à quatre semaines d’intervalle. CoronaVac est produit par la société chinoise SinoVac en partenariat avec l’Institut Butantan (État de São Paulo).
Les auteurs de l’article – des chercheurs affiliés à l’UFABC et à l’Institut de cardiologie (INCOR), qui est dirigé par la faculté de médecine de l’Université de São Paulo (FM-USP) – notent que l’appareil détecte les anticorps produits en réponse à la fois à l’infection par le virus et la vaccination, et présente un excellent potentiel en tant qu’outil de suivi de la séroconversion et de la séroprévalence. Détecter la réponse à la vaccination est important pour aider les autorités de santé publique à évaluer l’efficacité des différents vaccins et des campagnes ou programmes de vaccination, soulignent-ils.
L’appareil a été validé pour détecter l’immunité induite par CoronaVac, mais le groupe prévoit d’étendre son utilisation aux tests de réponse aux vaccins de Pfizer et AstraZeneca.
L’un des avantages de l’électrode qu’ils ont développée est son architecture flexible, ce qui signifie qu’elle peut facilement être personnalisée pour d’autres applications diagnostiques et biomédicales en utilisant différentes biomolécules sur les nanotiges d’oxyde de zinc et d’autres analytes cibles.
« La technologie est une plate-forme de biodétection polyvalente. Telle que nous l’avons développée, elle peut être modifiée et personnalisée pour la détection sérologique d’autres maladies d’intérêt pour la santé publique », a déclaré Alves.
