Un nouveau clip pour smartphone peut détecter le virus Zika dans des échantillons de sang


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  • Comme on l’a vu avec la pandémie de COVID-19, des méthodes de détection rapides, simples, précises et sensibles sont essentielles pour détecter les agents pathogènes viraux et contrôler la propagation des maladies infectieuses. Malheureusement, les méthodes de laboratoire nécessitent souvent un personnel qualifié et impliquent des procédures complexes. Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign ont combiné leurs efforts pour développer un instrument qui peut être clipsé sur un smartphone pour tester rapidement le virus Zika dans une seule gouttelette de sang.

    Le virus Zika se transmet principalement par Aedes aegypti les moustiques. Bien que la maladie soit en grande partie asymptomatique ou entraîne des symptômes bénins chez les adultes, elle provoque des troubles du développement chez les nouveau-nés si leurs mères sont infectées au début de la grossesse. Actuellement, le virus circule dans plus de 87 pays, infectant des milliers de personnes chaque année, nécessitant de meilleurs tests et mesures de contrôle.

    « Les virus transmis par les moustiques provoquent des maladies graves, mais ils présentent des symptômes similaires. Si vous avez le Zika, le paludisme, la dengue ou le chikungunya, vous pourriez vous présenter chez le médecin avec de la fièvre et ils ne sauront pas pourquoi », a déclaré Brian Cunningham. (directeur CGD/MMG), la chaire Intel Alumni Endowed de génie électrique et informatique. « Mais il est important de savoir s’il s’agit de Zika, surtout si la patiente est une femme enceinte, car les conséquences sur le fœtus en développement sont vraiment graves. »

    Les infections par le virus Zika sont actuellement détectées par des tests de réaction en chaîne par polymérase effectués en laboratoire, qui peuvent amplifier le matériel génétique du virus, permettant aux scientifiques de le détecter. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé l’amplification isotherme à médiation par boucle pour détecter le virus dans les échantillons de sang en utilisant une approche adaptée aux cliniques de point de service. Alors que la PCR nécessite 20 à 40 changements de température répétés pour amplifier le matériel génétique, LAMP ne nécessite qu’une seule température – 65 ° C – ce qui facilite le contrôle. De plus, les tests PCR sont très sensibles à la présence de contaminants, en particulier les autres composants d’un échantillon de sang. En conséquence, l’échantillon est d’abord purifié avant de pouvoir être utilisé. D’autre part, LAMP ne nécessite aucune étape de purification de ce type.

    Une cartouche, qui contient les réactifs nécessaires à la détection du virus, est insérée dans l’instrument pour réaliser le test tandis que l’instrument est clipsé sur un smartphone. Une fois que le patient ajoute une goutte de sang, un ensemble de produits chimiques brise les virus et les cellules sanguines en cinq minutes. Un réchauffeur sous la cartouche la chauffe jusqu’à 65 °C. Un deuxième ensemble de produits chimiques amplifie ensuite le matériel génétique viral et le liquide à l’intérieur de la cartouche émet une fluorescence vert vif si l’échantillon de sang contient le virus Zika. L’ensemble du processus prend 25 minutes.

    « L’autre aspect intéressant est que nous effectuons la lecture avec un smartphone », a déclaré Cunningham. « Nous avons conçu un dispositif à clipser pour que la caméra arrière du smartphone regarde la cartouche pendant que l’amplification se produit. Lorsqu’il y a une réaction positive, vous voyez de petites fleurs vertes de fluorescence qui finissent par remplir toute la cartouche de lumière verte. « 

    Les chercheurs développent actuellement des dispositifs similaires pour détecter simultanément d’autres virus transmis par les moustiques et travaillent à rendre les dispositifs encore plus petits. « Bien que notre détecteur à pince soit assez petit, une grande partie de l’espace est occupée par les batteries. Dans la prochaine version, il sera alimenté par la batterie du téléphone », a déclaré Cunningham.

    L’étude « Smartphone clip-on instrument and microfluidic processor for rapid sample-to-answer detection of Zika virus in whole blood using spatial RT-LAMP » a été publiée dans la revue Analyste et peut être trouvé à 10.1039/d2an00438k.

    Le travail a été réalisé en collaboration avec Rashid Bashir (CGD/M-CELS), professeur d’ingénierie Abel Bliss ; Enrique Valera, professeur assistant de recherche en bioingénierie; Minh Do, professeur de génie électrique et informatique doté par Thomas et Margaret Huang ; et William King, professeur de génie électrique et informatique. L’étude a été financée par les National Institutes of Health et le programme de partenariat pour l’innovation de la National Science Foundation.

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