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Les méthodes actuelles de détection de l’ARN du SARS-CoV-2 recommandées par l’Organisation mondiale de la santé reposent en grande partie sur le rôle des enzymes biologiques. Le coût élevé, les conditions strictes de transport et de stockage ainsi que les pénuries d’enzymes dans le monde limitent ces tests à grande échelle.

Le test NISDA 

Cela signifie que la plupart des pays doivent donner la priorité aux tests sur les cas vulnérables, ce qui entraîne un retard dans le diagnostic et l’identification des cas positifs, ce qui peut à nouveau entraver l’atténuation et la suppression de la pandémie.

La transcription inverse quantitative par réaction en chaîne de la polymérase (qRT-PCR) reste l’étalon-or de la détection du génome entier et a joué un rôle-clé dans le contrôle de la pandémie de COVID-19. Cependant, le délai entre l’échantillon et le résultat prend plusieurs heures et cette méthode nécessite un instrument thermocycleur complexe pour élever et abaisser la température de la réaction en étapes discrètes.

Plus simple et moins coûteux

Les méthodes d’amplification isotherme non enzymatique, plus simples et plus rapides, ont montré un potentiel prometteur pour remplacer la qRT-PCR. Bien que ces méthodes soient très performantes lorsque le gène cible est court, elles ne sont pas encore efficaces pour la détection de génomes entiers (des cibles longues d’ADN ou d’ARN).

Pendant cette pandémie de COVID-19, la zone euro a connu à elle seule une baisse de 3,8 % de son PIB au cours du premier trimestre de 2020 (Eurostat 2020). Par conséquent, le développement d’une méthodologie moins coûteuse pour la détection des agents pathogènes serait très bénéfique à la fois pour les patients et pour les systèmes de santé visant à lutter contre les futures pandémies.

Le professeur associé Yi Sun et le chercheur postdoctoral Mohsen Mohammadniaei de DTU Health Tech ont inventé un test en un seul point, qu’ils ont appelé NISDA (Non-enzymatic isothermal strand displacement and amplification assay). Ce test permet de détecter rapidement l’ARN du SARS-CoV-2 sans avoir à passer par l’étape de transcription inverse de l’ARN de la méthode qRT-PCR.

Étant donné qu’il s’agit d’un test unique, il permet une routine de détection en une seule étape, c’est-à-dire que l’utilisateur n’a qu’à ajouter l’échantillon dans un seul tube, le placer dans l’instrument et attendre 30 minutes pour obtenir le résultat.

Ce test fonctionne à température constante, ne nécessite pas d’enzymes et est basé sur l’approche du déplacement de brin médié par le toehold (TMSD). Le TMSD est un outil moléculaire sans enzyme dans lequel un brin d’ADN ou d’ARN (sortie) est déplacé par un autre brin (entrée) pour former une structure duplex plus stable.

Haute précision et sensibilité

Le test NISDA a permis de détecter une très faible concentration d’ARN (10 copies/µL) en seulement 30 minutes. En collaboration avec l’hôpital Hvidovre et l’hôpital Bispebjerg, l’équipe de recherche a pu valider cliniquement le test NISDA, représentant une spécificité de 100 % ainsi qu’une sensibilité de 96,77 % et 100 % lors de la mise en place en laboratoire et à l’hôpital, respectivement.

Le professeur associé Yi Sun précise : « nous avons exploité l’approche TMSD et conçu trois sondes d’ADN. Une sonde a échangé le génome entier contre un brin d’ADN court et les deux autres sondes ont utilisé l’ADN court échangé pour déclencher une réaction en cascade d’amplification du signal de fluorescence. La beauté du test NISDA réside dans sa simplicité. Nous avons supprimé l’utilisation d’enzymes pour réduire le coût de ce test et améliorer sa robustesse à température ambiante ».

Dans le déroulement de ce test, l’ARN extrait d’échantillons de la gorge et est ajouté au mélange réactionnel et incubé à 42 °C pendant 30 minutes. L’étape suivante est la mesure de la fluorescence, et les échantillons dont les signaux de fluorescence sont significativement plus élevés que ceux des échantillons de contrôle (négatifs) sont considérés comme positifs.

Vers un outil de diagnostic de maladies multiples

« Participer directement à l’amélioration de la santé des gens est le rêve ultime d’un chercheur biomédical et nous pensons que le test NISDA nous a donné cette merveilleuse chance de réaliser cette ambition », déclare Mohsen Mohammadniaei, chercheur postdoctoral.

Un autre avantage du test NISDA est sa capacité à être conçu pour des cibles d’ARN courts tels que les microARN, des biomarqueurs du cancer. Nous explorons actuellement différents schémas pour la commercialisation du test NISDA et nous sommes certains que ce test deviendra largement connu dans un avenir proche », conclut le professeur associé Yi Sun.

Cette recherche a été publiée dans Nature Communication.

Source : DTU Health Tech
Crédit photo : StockPhotoSecrets