Le capteur détecte rapidement l’infection au COVID-19 – ScienceDaily

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Une caractéristique du virus COVID-19 qui le rend si difficile à contenir est qu’il peut être facilement transmis à d’autres par une personne qui n’a pas encore montré de signes d’infection. Le porteur du virus peut se sentir parfaitement bien et vaquer à ses occupations quotidiennes – emmener le virus avec lui au travail, au domicile d’un membre de sa famille ou à des rassemblements publics.

Un élément crucial de l’effort mondial pour endiguer la propagation de la pandémie est donc la mise au point de tests capables d’identifier rapidement les infections chez les personnes qui ne sont pas encore symptomatiques.

Maintenant, les chercheurs de Caltech ont développé un nouveau type de test multiplexé (un test qui combine plusieurs types de données) avec un capteur à faible coût qui peut permettre le diagnostic à domicile d’une infection COVID grâce à une analyse rapide de petits volumes de salive ou de sang. , sans l’intervention d’un professionnel de la santé, en moins de 10 minutes.

La recherche a été menée dans le laboratoire de Wei Gao, professeur adjoint au département de génie médical Andrew et Peggy Cherng. Auparavant, Gao et son équipe ont développé des capteurs sans fil capables de surveiller des conditions telles que la goutte, ainsi que les niveaux de stress, grâce à la détection de niveaux extrêmement bas de composés spécifiques dans le sang, la salive ou la sueur.

Les capteurs de Gao sont faits de graphène, une forme de feuille de carbone. Une feuille de plastique gravée au laser génère une structure de graphène 3D avec de minuscules pores. Ces pores créent une grande surface sur le capteur, ce qui le rend suffisamment sensible pour détecter, avec une grande précision, des composés qui ne sont présents qu’en très petites quantités. Dans ce capteur, les structures du graphène sont couplées à des anticorps, des molécules du système immunitaire sensibles à des protéines spécifiques, comme celles à la surface d’un virus COVID par exemple.

Les versions précédentes du capteur étaient imprégnées d’anticorps pour l’hormone cortisol, qui est associée au stress, et d’acide urique, qui, à des concentrations élevées, provoque la goutte. La nouvelle version du capteur, que Gao a baptisée SARS-CoV-2 RapidPlex, contient des anticorps et des protéines qui lui permettent de détecter la présence du virus lui-même; les anticorps créés par le corps pour combattre le virus; et les marqueurs chimiques de l’inflammation, qui indiquent la gravité de l’infection au COVID-19.

“C’est la seule plate-forme de télémédecine que j’ai vue qui puisse donner des informations sur l’infection dans trois types de données avec un seul capteur”, explique Gao. “En aussi peu que quelques minutes, nous pouvons vérifier simultanément ces niveaux, nous obtenons ainsi une image complète de l’infection, y compris l’infection précoce, l’immunité et la gravité.”

Les technologies de test COVID établies mettent généralement des heures, voire des jours, à produire des résultats. Ces technologies nécessitent également un équipement coûteux et compliqué, alors que le système de Gao est simple et compact.

Jusqu’à présent, l’appareil n’a été testé qu’en laboratoire avec un petit nombre d’échantillons de sang et de salive obtenus à des fins de recherche médicale auprès de personnes qui ont été testées positives ou négatives pour COVID-19. Bien que les résultats préliminaires indiquent que le capteur est très précis, un test à plus grande échelle avec des patients du monde réel plutôt que des échantillons de laboratoire doit être effectué, prévient Gao, pour déterminer définitivement sa précision.

L’étude pilote étant maintenant terminée, Gao prévoit ensuite de tester la durée de vie des capteurs avec une utilisation régulière et de commencer à les tester avec des patients hospitalisés COVID-19. À la suite de tests à l’hôpital, il aimerait étudier la pertinence des tests pour une utilisation à domicile. Après les tests, l’appareil devra recevoir une approbation réglementaire avant d’être disponible pour une utilisation généralisée à la maison.

«Notre objectif ultime est vraiment l’utilisation à domicile», dit-il. «L’année suivante, nous prévoyons de les envoyer par courrier à des personnes à haut risque pour des tests à domicile. Et à l’avenir, cette plate-forme pourrait être modifiée pour d’autres types de tests de maladies infectieuses à domicile.

Le document décrivant la recherche, intitulé «SRAS-CoV-2 RapidPlex: une plate-forme de télémédecine multiplexée à base de graphène pour le diagnostic et la surveillance rapides et à faible coût du COVID-19», a été publié en ligne et paraîtra dans le numéro de décembre du journal Matière. Les co-auteurs sont l’ancienne chercheuse postdoctorale en génie médical Rebeca M. Torrente-Rodríguez, les étudiants diplômés en génie médical Heather Lukas, Jiaobing Tu (MS ’20), Jihong Min (MS ’19), Yiran Yang (MS ’18) et Changhao Xu (MS ’20); et Harry B. Rossiter du centre médical Harbour-UCLA.

Le financement de la recherche a été fourni par les National Institutes of Health; le programme de recherche sur les maladies liées au tabac, une agence de l’État de Californie axée sur la réduction du tabagisme; l’Institut Merkin pour la recherche translationnelle; et l’Institut de recherche translationnelle pour la santé spatiale.

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