L’hépatite C touche plus de 354 millions de personnes dans le monde. Environ 75 à 85 % des personnes qui en sont atteintes contractent une infection à long terme appelée hépatite C chronique. Si elle n’est pas traitée, elle peut entraîner une cirrhose, un cancer du foie ou une insuffisance hépatique. Chaque année, environ 1 million de personnes meurent de cette maladie.
Malgré la disponibilité de thérapies efficaces, seulement 20 % de la population est diagnostiquée et seulement 7 % ont reçu un traitement dans les pays développés. Dans les pays en développement ou à faible revenu, où résident 78 à 80 % des cas dans le monde, moins de 1 % reçoivent un diagnostic et un traitement.
Le moyen le plus précis de diagnostiquer l’hépatite C consiste à effectuer des tests moléculaires, qui devraient commencer par un test d’anticorps, suivi d’un test d’acide nucléique pour la détection d’ARN afin de confirmer le résultat initial. Cependant, les méthodes de test actuelles sont longues, coûteuses et difficiles à déployer dans des zones éloignées et sous-développées.
Des chercheurs du College of Engineering and Computer Science de la Florida Atlantic University et des collaborateurs ont conçu une plate-forme microfluidique qui intègre différentes étapes généralement effectuées par du personnel qualifié dans des environnements de laboratoire sophistiqués sur une seule plate-forme. L’ensemble du processus de détection de virus est exécuté à l’intérieur d’une puce microfluidique de conception unique, peu coûteuse, jetable et auto-pilotée.
L’appareil est convivial, portable et fournit une confirmation visuelle en utilisant seulement une petite quantité d’échantillon et peu de réactifs. La configuration de diagnostic moléculaire échantillon-réponse-sortie entièrement automatisée détecte rapidement le virus de l’hépatite C en 45 minutes environ. La technologie utilise un équipement relativement peu coûteux et réutilisable qui coûte environ 50 $ pour le traitement des échantillons et la détection des maladies. La puce microfluidique jetable offre également des délais plus courts pour un diagnostic fiable et coûte environ 2 $.
Les résultats de l’étude, publiés dans la revue Biocapteurs, ont montré que les échantillons de plasma humain dopés avec des particules de virus de l’hépatite C qui ont été testés avec le dispositif offraient une sensibilité élevée de 500 copies virales/mL et une spécificité, sans avoir besoin de techniciens formés, d’équipements coûteux ou d’installations. La configuration basée sur l’ARN utilise une lecture colorimétrique des résultats, qui est une méthode précise qui peut être mise en œuvre dans les zones à faible revenu, la rendant accessible aux personnes.
La puce microfluidique mains libres que nous avons utilisée pour les tests est facile à assembler et offre une approche pratique pour les tests à grande échelle en dehors du laboratoire. Le mode opératoire de la puce est simple ; une fois que les échantillons sont introduits dans la chambre d’entrée, le système automatisé fonctionnera de lui-même. »
Waseem Asghar, Ph.D., auteur principal et professeur agrégé au Département de génie électrique et d’informatique de la FAU
L’installation se compose d’une puce microfluidique jetable automatisée, d’un petit réchauffeur de surface et d’une plate-forme d’actionnement magnétique réutilisable. La puce microfluidique compacte permet l’isolement, la purification, l’amplification et la détection colorimétrique des acides nucléiques du produit amplifié. Le système utilise un colorant pour détecter le produit d’amplification à l’œil nu. Le colorant change de couleur de l’orange au vert en présence d’ADN double brin, ce qui facilite l’analyse sans nécessiter d’imagerie fluorescente.
La micropuce est conçue avec des formes distinctes de chambres afin que les solutions puissent être retenues pendant tout le processus d’exécution. Les chambres en forme de diamant contiennent différents tampons effectuant différentes tâches pour une purification optimale de l’ARN. Les chambres d’admission et de réaction sont des chambres à double usage, ce qui rend les étapes de traitement au plasma moins complexes.
« Avec cette configuration de diagnostic moléculaire, l’utilisateur peut exécuter plusieurs tests car l’attention n’est requise qu’au début et à la fin de l’analyse colorimétrique, ce qui le rend idéal pour une application au point de service et dans les pays sous-développés », a déclaré Asghar. .
L’Organisation mondiale de la santé (OMS) vise à réduire le taux d’infection par l’hépatite C de 90 % et le taux de mortalité de 65 % d’ici 2030, par rapport à 2015.
« Afin d’atteindre l’objectif de l’Organisation mondiale de la santé d’éliminer l’hépatite C en tant que problème de santé publique, le monde a besoin d’un dépistage amélioré et à grande échelle », a déclaré Stella Batalama, Ph.D., doyenne du FAU College of Engineering and Computer Science. « Le professeur Asghar et ses collègues ont développé une solution innovante pour un test de diagnostic d’ARN viral au point de service rentable, rapide et précis pour aider à gérer correctement cette maladie et à réduire le fardeau économique des tests à grande échelle dans les -pays à revenu intermédiaire. »
Les co-auteurs de l’étude sont Sandhya Sharma, Ph.D., chercheuse associée au Gateway Institute for Brain Research qui a mené l’étude lorsqu’elle travaillait à la FAU dans le laboratoire d’Asghar ; Emmanuel Thomas, MD, Ph.D., Université de Miami ; et Massimo Caputi, Ph.D., professeur de sciences biologiques, FAU Schmidt College of Medicine.
Cette recherche a été soutenue par les National Institutes of Health et un prix CAREER de la National Science Foundation.
