Un nouveau test rapide basé sur CRISPR pour le COVID-19 utilise l'appareil photo d'un smartphone et est capable de mesurer la charge virale

Le nouveau test COVID-19 utilise la technologie d'édition des gènes CRISPR et un smartphone pour fournir un résultat de test positif ou négatif et mesurer la charge virale.

«Un nouveau test basé sur CRISPR pour le COVID-19 utilise l'appareil photo d'un smartphone», source Gladstone Institutes.

Imaginez de vous frottez vos narines, puis de mettre l'écouvillon dans un appareil et obtenez une lecture sur votre téléphone en 15 à 30 minutes qui vous indique si vous êtes infecté par le virus COVID-19.

Telle a été la vision d'une équipe de scientifiques des Instituts Gladstone, de l'Université de Californie à Berkeley (UC Berkeley) et de l'Université de Californie à San Francisco (UCSF). Et maintenant, ils rapportent cette percée scientifique qui les rapproche de faire de cette vision une réalité.

L'un des principaux obstacles à la lutte contre la pandémie du COVID-19 et à la réouverture complète des communautés à travers le pays est la disponibilité de tests rapides de masse. Savoir qui est infecté fournirait des informations précieuses sur la propagation potentielle et la menace du virus pour les décideurs politiques et les citoyens.

Pourtant, les gens doivent souvent attendre plusieurs jours pour leurs résultats, voire plus en cas de retard dans le traitement des tests de laboratoire. Et la situation est aggravée par le fait que la plupart des personnes infectées présentent des symptômes légers ou inexistants, tout en étant porteuses et propagatrices du virus.

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue scientifique Cell, l'équipe de Gladstone, UC Berkeley et UCSF a décrit la technologie d'un test CRISPR pour le COVID-19 qui utilise l'appareil photo d'un smartphone pour fournir des résultats précis en moins de 30 minutes.

«Cela a été une tâche urgente pour la communauté scientifique non seulement d'augmenter les tests, mais aussi de fournir de nouvelles options de test», explique Mélanie Ott, directrice du Gladstone Institute of Virology et l'un des chefs de file de l'étude. «Le test que nous avons développé pourrait fournir des tests rapides et peu coûteux pour aider à contrôler la propagation du COVID-19.»

La technique a été conçue en collaboration avec le bio-ingénieur de l'UC Berkeley Daniel Fletcher, ainsi que Jennifer Doudna de chez Gladstone, professeur à l'UC Berkeley, présidente de l'Innovative Genomics Institute et chercheuse à l'Howard Hughes Medical Institute. Doudna a récemment remporté le prix Nobel de chimie 2020 pour avoir co-découvert l'édition du génome de CRISPR-Cas, la technologie qui sous-tend ce travail.

Non seulement leur nouveau test de diagnostic peut générer un résultat positif ou négatif, mais il mesure également la charge virale (ou la concentration de SARS-CoV-2, le virus responsable du COVID-19) dans un échantillon donné.

«Lorsqu'elle est associée à des tests répétés, la mesure de la charge virale pourrait aider à déterminer si une infection augmente ou diminue», a dit Fletcher, qui est également chercheur chez Chan Zuckerberg Biohub. «Surveiller l’évolution de l’infection d’un patient pourrait aider les professionnels de la santé à estimer le stade de l’infection et à prévoir, en temps réel, combien de temps il faudra probablement pour guérir.

Un test plus simple grâce à la détection directe

Les tests COVID-19 actuels utilisent une méthode appelée PCR quantitative, la référence des tests. Cependant, l'un des problèmes liés à l'utilisation de cette technique pour tester le SRAS-CoV-2 est qu'elle nécessite de l'ADN. Le coronavirus est un virus à ARN, ce qui signifie que pour utiliser l'approche PCR, l'ARN viral doit d'abord être converti en ADN. De plus, cette technique repose sur une réaction chimique en deux étapes, comprenant une étape d'amplification pour fournir suffisamment d'ADN pour le rendre détectable. Ainsi, les tests actuels nécessitent généralement des utilisateurs formés, des réactifs spécialisés et un équipement de laboratoire encombrant, ce qui limite considérablement les endroits où les tests peuvent avoir lieu et entraîne des retards dans la réception des résultats.

Comme alternative à la PCR, les scientifiques ont développé des stratégies de test basées sur la technologie d'édition des gènes CRISPR, qui excelle dans l'identification spécifique du matériel génétique.

Tous les diagnostics CRISPR à ce jour ont exigé que l'ARN viral soit converti en ADN et amplifié avant de pouvoir être détecté, ce qui ajoute du temps et de la complexité. En revanche, la nouvelle approche décrite dans cette étude récente saute toutes les étapes de conversion et d'amplification, en utilisant CRISPR pour détecter directement l'ARN viral.

«L'une des raisons pour lesquelles nous sommes enthousiasmés par les diagnostics basés sur CRISPR est la possibilité d'obtenir des résultats rapides et précis au point d'utilisation», explique Doudna. «Ceci est particulièrement utile dans les endroits où l'accès aux tests est limité ou lorsque des tests fréquents et rapides sont nécessaires. Cela pourrait éliminer de nombreux goulots d'étranglement que nous avons constatés avec le COVID-19.»

Parinaz Fozouni, une étudiante diplômée de l’UCSF travaillant dans le laboratoire d’Ott à Gladstone, travaillait depuis quelques années sur un système de détection d’ARN pour le VIH. Mais en janvier 2020, lorsqu'il est devenu clair que le coronavirus devenait un problème plus important dans le monde et que les tests étaient un écueil potentiel, elle et ses collègues ont décidé de se concentrer sur COVID-19.

«Nous savions que le test que nous développions serait une solution logique pour aider à la crise en permettant des tests rapides avec un minimum de ressources», a dit Fozouni, co-premier auteur de l'article, avec Sungmin Son et María Díaz de León Derby de l'équipe de Fletcher de l'UC Berkeley. «Au lieu de la protéine CRISPR bien connue appelée Cas9, qui reconnaît et clive l'ADN, nous avons utilisé Cas13, qui clive l'ARN.»

Dans le nouveau test, la protéine Cas13 est combinée avec une molécule rapporteur qui devient fluorescente lorsqu'elle est coupée, puis mélangée à un échantillon de patient provenant d'un écouvillon nasal. L'échantillon est placé dans un appareil qui se connecte à un smartphone. Si l'échantillon contient de l'ARN du SARS-CoV-2, Cas13 sera activé et coupera la molécule rapporteur, provoquant l'émission d'un signal fluorescent. Ensuite, l'appareil photo du smartphone, essentiellement converti en microscope, peut détecter la fluorescence et signaler qu'un écouvillon a été testé positif pour le virus.

«Ce qui rend vraiment ce test unique, c'est qu'il utilise une réaction en une étape pour tester directement l'ARN viral, par opposition au processus en deux étapes dans les tests PCR traditionnels», explique Ott, qui est également professeur au Département de médecine. à l'UCSF. «Une chimie plus simple, associée à l'appareil photo du smartphone, réduit le temps de détection et ne nécessite pas d'équipement de laboratoire complexe. Cela permet également au test de produire des mesures quantitatives plutôt qu'un simple résultat positif ou négatif.»

Les chercheurs disent également que leur test pourrait être adapté à une variété de téléphones mobiles, rendant la technologie facilement accessible.

«Nous avons choisi d'utiliser les téléphones mobiles comme base de notre dispositif de détection car ils disposent d'interfaces utilisateur intuitives et d'appareil photo très sensibles que nous pouvons utiliser pour détecter la fluorescence», explique Fletcher. «Les téléphones portables sont également produits en masse et rentables, ce qui montre que les instruments de laboratoire spécialisés ne sont pas nécessaires pour ce test.»

Des résultats précis et rapides pour limiter la pandémie

Lorsque les scientifiques ont testé leur appareil à l'aide d'échantillons de patients, ils ont confirmé qu'il pouvait fournir un délai d'exécution très rapide des résultats pour les échantillons présentant des charges virales cliniquement pertinentes. En fait, l'appareil a détecté avec précision un ensemble d'échantillons positifs en moins de 5 minutes. Pour les échantillons à faible charge virale, le dispositif a nécessité jusqu'à 30 minutes pour le distinguer d'un test négatif.

«Les modèles récents de SRAS-CoV-2 suggèrent que des tests fréquents avec un délai d'exécution rapide sont ce dont nous avons besoin pour surmonter la pandémie actuelle», a dit Ott. «Nous espérons qu'avec une augmentation des tests, nous pourrons éviter les confinements et protéger les populations les plus vulnérables.»

Non seulement le nouveau test basé sur CRISPR offre une option prometteuse pour les tests rapides, mais en utilisant un smartphone et en évitant le besoin d'équipement de laboratoire volumineux, il a le potentiel de devenir portable et éventuellement d'être disponible pour un point d'utilisation ou même à la maison. Et, il pourrait également être étendu pour diagnostiquer d'autres virus respiratoires au-delà du SRAS-CoV-2.

En outre, la haute sensibilité des appareils photos des smartphones, ainsi que leurs capacités de connectivité, de GPS et de traitement de données, en ont fait des outils attrayants pour diagnostiquer les maladies dans les régions à faibles ressources.

«Nous espérons développer notre test en un appareil capable de télécharger instantanément les résultats dans des systèmes basés sur le cloud tout en préservant la confidentialité des patients, ce qui serait important pour la recherche des contacts et les études épidémiologiques», a dit Ott. «Ce type de test de diagnostic basé sur un smartphone pourrait jouer un rôle crucial dans le contrôle des pandémies actuelles et futures.»

Une équipe de scientifiques de Gladstone, UC Berkeley et UC San Francisco, dont Melanie Ott (à gauche) et Parinaz Fozouni (à droite), a décrit la technologie d'un test rapide avec un smatphone en une étape qui pourrait aider à combattre la pandémie et à rouvrir complètement les communautés.

Un topo sur le traçage des contacts COVID-19

« Traçage des contacts COVID-19: un briefing », source BMJ.

Le Royaume-Uni a plongé dans un nouveau programme de recherche des contacts - trois mois après avoir abandonné sa stratégie originale de tests et de traçage pour le COVID-19.

Chris Baraniuk explique ce que nous savons des efforts mondiaux actuels et pourquoi ils sont cruciaux pendant une pandémie. Qu'est-ce que le traçage des contacts?

En recherchant qui a eu un contact étroit avec une personne infectée, la traçage des contacts peut déterminer qui doit être testé ou qui doit s'auto-isoler. Si cela est fait rapidement, cela peut contenir des épidémies au sein d'une petite population.

Même lorsqu'une maladie s'est généralisée, le traçage des contacts peut encore contribuer à réduire la transmission. Et il peut révéler des données utiles sur où et comment la maladie se propage.

Le traçage des contacts a déjà été utilisé avec succès pour contrôler les épidémies d'Ebola et diverses infections sexuellement transmissibles. Mais en particulier avec le COVID-19, le traçage des contacts doit être combiné avec des tests généralisés du public pour identifier les nouvelles épidémies à mesure qu'elles se produisent, explique David McCoy, professeur de santé publique mondiale à l'Université Queen Mary de Londres. « Le fait est que vous essayez de détecter des personnes au début de l'infection, pas quand elles sont devenues symptomatiques », a-t-il dit au BMJ.

Qu'est-ce que cela implique?

Une part substantielle de le traçage des contacts comprend des entretiens téléphoniques avec les contacts récents d’une personne infectée - des personnes qui se trouvent à moins de 2 mètres depuis 15 minutes ou plus, comme le suggère le Centre européen de prévention et de contrôle des maladies (ECDC). L’ECDC recommande également que les traceurs de contacts COVID-19 classent les contacts d'une personne infectée comme «à haut risque» ou «à faible risque», selon le niveau de contact qu'ils signalent. L’ECDC conseille aux traceurs de suivre les contacts pour voir si leur état d'infection change.

Dans certains pays, comme la Corée du Sud, le traçage des contacts a également impliqué un travail de détective tel que le vidsionnage des séquences de vidéosurveillance, les données de localisation GPS des smartphones et même les enregistrements de transactions par carte de crédit pour savoir qui est entré en contact avec qui.

Est-ce toujours efficace en cas d'infection généralisée?

Même au 31 mars, les traceurs de contacts aux États-Unis ont indiqué qu'ils étaient dépassés par la quantité de travail à laquelle ils étaient confrontés. À cette époque, le pays comptait déjà plus de 160 000 cas confirmés de COVID-19. Elle en compte désormais plus de 1,3 millions.

Au Royaume-Uni, le fait que des milliers d'épidémies locales se produisent est encore plus de raisons de concentrer les efforts de traçage des contacts, explique Allyson Pollock, professeur clinique de santé publique à l'Université de Newcastle. « Vous avez besoin d'équipes locales réactives pour éteindre l'incendie, mais le gouvernement a malheureusement détruit et décimé cela », dit-elle, soulignant une décennie d'austérité et le démantèlement des infrastructures sanitaires locales.

Pollock dit que les équipes locales seraient en mesure de décider elles-mêmes de la façon de déployer les traceurs de contact, car elles ont une compréhension claire des parties de la communauté locale qui sont les plus vulnérables. McCoy est d'accord: « La centralisation du traçage des contacts est, à mon avis, une erreur. »

Comment différents pays ont-ils mis en œuvre le suivi des contacts?

La Corée du Sud a connu deux épidémies inquiétantes de COVID-19 à Daegu et Cheongdo et n'a enregistré que 250 décès à ce jour. Jonathan Kennedy, de l'Université Queen Mary de Londres, décrit dans un article en ligne comment le traçage des contacts était un élément majeur de la stratégie de la Corée du Sud en matière de COVID-19.6 Mais il dit qu'il n'est pas possible de copier simplement l'approche du pays au Royaume-Uni.

« La Corée du Sud a passé des années à s'y préparer [et] semble avoir un système de santé publique qui fonctionne très bien. Vous ne pouvez pas simplement créer de la magie après 10 ans d'austérité et construire tout cela à partir de zéro », dit-il. De plus, les traceurs de contacts en Corée du Sud avaient accès aux séquences de vidéosurveillance, aux données des téléphones portables et des voitures et aux enregistrements des cartes de crédit. Cela serait considéré comme «beaucoup trop intrusif» ici, dit Pollock.

En Europe, la plupart des pays s'efforcent d'élargir l'effectif de traçage manuel des contacts. Le personnel de la République d'Irlande passe 2 000 appels par jour, ce qui devrait atteindre 5 000 par jour. Les autorités belges prévoient de recruter 2,000 traceurs qui seront basés dans les bureaux régionaux - une stratégie très différente de celle du Royaume-Uni, qui privilégie une approche centralisée.

Partout dans le monde, différents pays sont confrontés à des défis différents. Au Libéria, qui a fait face aux épidémies d'Ebola ces dernières années, il existe une stigmatisation et une méfiance considérables à l'égard des maladies infectieuses et même de ceux qui tentent de les combattre, comme les traceurs de contacts. Le pays a tenté d'affecter des traceurs de contacts au sein de leurs propres communautés pour aider à atténuer ce problème.

Les applications pour smartphone peuvent-elles aider?

Le traçage basé sur les applications exploite le fait que dans de nombreux pays, y compris le Royaume-Uni, la plupart de la population possède un smartphone. Ces appareils peuvent être configurés pour communiquer entre eux et pour garder une trace de la proximité de deux téléphones.

Lorsqu'une personne signale via l'application qu'elle ne se sent pas bien, l'application peut fournir des informations sur la façon dont cette personne peut passer un test COVID-19. Si l'utilisateur informe ultérieurement l'application qu'ils est testé positif, le logiciel peut envoyer automatiquement une alerte aux autres téléphones qui se trouvaient à proximité ces derniers jours.

L'approche «manuelle», en revanche, signifie que les traceurs doivent demander aux personnes qui ont été testées positives pour le virus de leur dire avec qui elles auraient pu être en contact, puis suivre ces personnes par téléphone. L’ECDC note que les appels avec chaque contact peuvent prendre environ 20 minutes. Le processus manuel est «trop lent», compte tenu de la transmissibilité du COVID-19, selon des chercheurs de l'Université d'Oxford.

Cela dit, des chercheurs du groupe de travail COVID-19 du Center for the Mathematical Modeling of Infectious Diseases ont récemment partagé une préimpression qui comparait le suivi des contacts basé sur l'application du suivi manuel. La stratégie basée sur l'application a permis de réduire la transmission de 44%, tandis que le traçage manuel a réduit la transmission de 61%. Cette évaluation était basée sur l'hypothèse que 53% de la population téléchargerait et utiliserait l'application de recherche des contacts.

En outre, le traçage manuel permet une voix humaine qui peut être réconfortante lors de l'annonce d'une mauvaise nouvelle d'un résultat positif, et il atteint également des personnes qui pourraient ne pas utiliser ou être à l'aise avec les smartphones ou le partage de données électroniques. En pratique, un programme de recherche des contacts peut s'appuyer sur des approches automatiques et manuelles.

Comment fonctionnent les applications de suivi des contacts dans la pratique?

Une pierre d'achoppement majeure pour ces applications est qu'elles nécessitent qu'une grande proportion de personnes dans une population les télécharge et les utilise. Au Royaume-Uni, les experts conseillant le NHS affirment que 80% des utilisateurs de smartphones, soit environ 56% de la population totale, soit 37 millions de personnes, devraient utiliser l'application pour être efficace.

Il y a également eu des désaccords sur les détails techniques des applications développées dans divers pays. Certains pays ont opté pour une approche décentralisée, dans laquelle les enregistrements des interactions entre les appareils sont stockés localement sur le smartphone lui-même plutôt que dans un cloud, sur des serveurs centralisés appartenant à des entreprises ou des gouvernements. C'est la méthode préférée par Apple et Google, les sociétés derrière les deux systèmes d'exploitation pour smartphones les plus populaires, iOS et Android. Au Royaume-Uni et en France, cependant, les applications officielles collectent des données et les envoient à un système centralisé.

Quelle est la stratégie de traçage des contacts au Royaume-Uni?

Le Royaume-Uni avait procédé au traçage des contacts jusqu'à ce que le gouvernement décide de mettre fin à cela le 12 mars, lorsqu'il a transféré la capacité de tests exclusivement aux patients admis à l'hôpital. Les raisons de cela n'ont pas été divulguées à l'époque, mais le gouvernement a laissé entendre que cela était dû à un manque de capacités face à la montée en flèche des cas. Le 12 mars, 30 000 personnes avaient été testées au Royaume-Uni.1 KK Cheng, professeur de santé publique et de soins primaires à l'Université de Birmingham, a dit que le Royaume-Uni avait abandonné le traçage des contacts «bien trop tôt».

Tous les détails du nouveau programme de recherche des contacts n'ont pas été rendus publics. Mais nous savons que le gouvernement s'est engagé à embaucher 18 000 personnes, dont 3 000 personnels de santé, pour gérer les appels téléphoniques. Tous doivent être nommés la semaine commençant le 18 mai. Le Times a rapporté que des milliers de ces personnels seraient recrutés par le biais d'entreprises privées et le BMJ a vu une annonce de recrutement pour les traceurs de contact COVID-19 publiée en ligne par la firme go-centric. Matt Hancock, le secrétaire à la santé, a annoncé lors d'une conférence de presse le 4 mai que des «milliers» de personnes avaient déjà été embauchées.

Un porte-parole du ministère de la santé et des affaires sociales a dit au BMJ qu'il était «confiant» que l'objectif d'embauche serait atteint d'ici la date limite. Ils ont refusé de dire quelles questions les gestionnaires demanderaient et quels conseils ils donneraient aux personnes soupçonnées d'avoir attrapé le COVID-19. « De plus amples détails seront fournis en temps voulu », ont-ils dit.

Mais Cheng dit que davantage de personnel pourrait être nécessaire. Les 18 000 évoqués sont «probablement une sous-estimation» du nombre qui sera réellement nécessaire, a-t-il dit au BMJ, ajoutant qu'il était inutile de fixer des objectifs arbitraires. « Si vous trouvez que 18 000 ne suffisent pas, donnez-leur 36 000 », dit-il.

Le Royaume-Uni a également lancé une application pour recueillir des données pour le traçage des contacts. Actuellement, il est évalué à petite échelle sur l'île de Wight.

L'application britannique fonctionnera-t-elle et les données personnelles seront-elles en sécurité?

Outre le fait que de nombreuses personnes devront utiliser, l'application, qui a été développée par la société privée VMWare, a fait l'objet de critiques en raison de limitations techniques.

Le site d'actualités sur la cybersécurité The Register a indiqué que la version iOS de l'application ne permettra d'établir de nouvelles connexions via la technologie sans fil Bluetooth que lorsque l'application s'exécute au premier plan, en d'autres termes, à l'écran sur un téléphone déverrouillé. Les smatphones sur Android restreingnent la connectivité Bluetooth pour les applications qui s'exécutent en arrière-plan ou qui ne sont pas actuellement à l'écran.

Des tests sont nécessaires pour savoir exactement à quel point l'application est limitée, mais l'inquiétude est que dans certaines situations, elle ne pourra pas détecter les téléphones lorsque les appareils sont verrouillés et posés sur une table ou dans les poches des personnes, par exemple. Cela pourrait réduire considérablement l'utilité de l'application.

Étant donné que le logiciel a été conçu pour envoyer des données à un emplacement central pour le stockage, plutôt que de les conserver sur les téléphones des personnes, l'application ne pourra pas non plus utiliser le nouveau système développé conjointement par Apple et Google qui facilite les connexions Bluetooth. Les développeurs ont indiqué que la centralisation des données fournirait plus d'informations sur la propagation du COVID-19.

Matt Hancock a répliqué aux suggestions selon lesquelles l'application ne protégerait pas suffisamment les données des personnes. Il était «complètement faux» de suggérer que l'application constituait une menace pour les libertés civiles, a-t-il dit, insistant sur le fait que les personnes resteraient anonymes.

Malgré certains articles indiquant que les données de l'application seront supprimées après 28 jours, les députés ont entendu que, si elles étaient partagées avec le NHS, les données pourraient en fait être conservées à des fins de recherche. Michael Veale, professeur de droits numériques et de réglementation à l'UCL, a fait valoir sur Twitter que la méthode d'anonymisation des données de l'application ne répond pas à la propre définition légale de l'anonymisation au Royaume-Uni. C'est en partie pourquoi certaines critiques craignent que les données collectées par l'application puissent, avec un certain effort, être liées à des individus au NHS ou d'autres enregistrements.

Référence

COVID-19 contact tracing: a briefing.

BMJ 2020; 369 doi: https://doi.org/10.1136/bmj.m1859 (Published 13 May 2020)

Prévalence et la maîtrise des bactéries sur des smartphones ou tablettes à écran tactile

Un article paru récemment dans Food Protection Trends rapporte la prévalence et la maîtrise des bactéries sur des smartphones ou tablettes à écran tactile ayant un utilisateur unique.

Les smartphones ou les tablettes à écran tactile sont de plus en plus reconnus comme des véhicules potentiels de transmission de maladies.

Cette étude visait à i) caractériser la contamination bactérienne des smartphones à écran tactile à utilisateur unique et ii) évaluer l'efficacité de deux interventions de nettoyage.

De plus, les participants à l'étude (n = 100) ont répondu à un sondage sur l'utilisation des smartphones à écran tactile dans les établissements de restauration.

Les smartphones à écran tactile des participants ont été mesurés et divisés verticalement en côtés A et B. Le côté A a été écouvillonné pour déterminer les niveaux de base de bactéries; le côté B a été traité avec un chiffon en microfibre sec ou une lingette d'alcool isopropylique, puis écouvillonné. Les écouvillons ont été étalés sur des géloses TCS et ont ensuite été incubées.

La concentration bactérienne moyenne de base était de 0,76 log₁₀ (UFC/cm²), sans différence entre les groupes de traitement (P = 0,183). Il y avait une différence significative (P < 0,0001) entre les concentrations bactériennes respectivement des côtés A et B, à 0,76 et 0,43 log₁₀ (UFC/cm²), quel que soit le groupe de traitement. Il n'y avait pas de différence significative (P = 0,132) dans les réductions de bactéries entre les deux groupes de traitement.

Les données indiquent qu'un nettoyage approprié peut réduire les bactéries sur les smartphones à écran tactile de près de 50%. Plus de 80% des participants ont exprimé la conviction que (i) les smartphones à écran tactile peuvent héberger des micro-organismes dangereux; (ii) les pdrsonnels de la restauration commerciale devraient nettoyer leur smartphones ou appareil à écran tactile, et (iii) l'utilisation d'un smartphone ou de tout appareil à écran tactile tout en travaillant avec des aliments est un risque potentiel pour la santé.

NB : J'ai emprunté l'image à un article, Comment et pourquoi nettoyer son téléphone portable (smartphone) ?

Un dispositif basé sur un smartphone peut détecter norovirus

Un nouvel appareil sensible peut détecter des quantités infimes de norovirus dans l’eau. Crédit: American Chemical Society

« Un dispositif basé sur un smartphone peut détecter norovirus, le microbe des ‘navires de croisière’ », information diffusée par Phys.org via l'American Chemical Society.

Rendu infamant par les épidémies sur les navires de croisière, norovirus peut vraiment gâcher des vacances en provoquant de graves vomissements, de la diarrhée et des douleurs à l'estomac.

Mais le virus hautement infectieux peut aussi frapper plus près de chez vous, des épidémies d’origine alimentaire ou hydrique se produisant dans les réseaux d’approvisionnement en eau, les écoles et les restaurants. Aujourd'hui, des chercheurs ont signalé un appareil portable sensible capable de détecter une poignée de particules de norovirus dans l'eau.

Les chercheurs présenteront leurs résultats à la réunion et exposition nationales de l'automne 2019 de l'American Chemical Society (ACS).

« Il suffit d'un très petit nombre de particules de norovirus pour provoquer une infection chez l'homme, nous avons donc besoin d'une méthode de détection très sensible », a déclaré Jeong-Yeol Yoon, qui a dirigé l'équipe.

« En outre, les scientifiques ne sont pas en mesure de cultiver norovirus en laboratoire et les anticorps disponibles contre l'agent pathogène ne sont pas très puissants. »

En conséquence, la détection de très petites quantités de norovirus dans des échantillons d’eau ou d’aliments implique généralement une méthode basée sur la PCR, qui prend plusieurs heures et doit être réalisée dans un laboratoire par du personnel qualifié.

Dans des travaux antérieurs, Yoon et ses collègues de l'Université de l'Arizona ont mis au point un appareil basé sur un smartphone qui pourrait détecter de faibles niveaux de norovirus en mesurant la lumière diffusée par des billes de polystyrène liées au virus dans une puce microfluidique en papier.

« Même si notre limite de détection était vraiment faible, le problème était que le norovirus peut être contagieux à des concentrations encore plus faibles », a déclaré Yoon.

« Lorsque nous avons parlé de ce travail lors de conférences, nous avons reçu le retour suivant: nous devons fournir une méthode encore plus simple permettant de détecter des concentrations de virus beaucoup plus faibles. »

L'équipe est donc retournée au laboratoire et a mis au point une nouvelle approche utilisant la fluorescence, plutôt que la diffusion de la lumière, pour détecter norovirus.

Les chercheurs ont converti un smartphone ordinaire en microscope à fluorescence en fixant un accessoire de microscope optique disponible dans le commerce, une source lumineuse séparée et deux filtres passe-bande.

À un canal de leur puce microfluidique en papier, ils ont ajouté un échantillon d'eau contenant du norovirus. Ensuite, les chercheurs ont ajouté une suspension de billes fluorescentes contenant des anticorps anti-norovirus.

L'action capillaire du papier a provoqué l'écoulement et le mélange des deux liquides. Chaque particule de norovirus se lie à plusieurs perles fluorescentes par l’intermédiaire des anticorps qui leur sont attachés, ce qui provoque l’agrégation des perles et la production d’une image fluorescente beaucoup plus grande.

L’équipe a pris des photos de la puce avec leur microscope à fluorescence sur smartphone et une application a calculé les concentrations de norovirus à partir du nombre de pixels des images.

« La limite de détection la plus basse correspondait à environ 5 ou 6 particules de norovirus par échantillon, donc elle est très proche du niveau de la particule virale unique », a déclaré Yoon. Parce que seulement 10 particules virales peuvent causer des maladies chez l'homme, la nouvelle méthode est suffisamment sensible pour des applications pratiques.

Récemment, Yoon et ses collègues ont rendu le système plus compact et plus portable, en enfermant le microscope à fluorescence, la source de lumière et les filtres optiques dans un boîtier imprimé en 3D. Ils ont également développé une application d'informatique sur un cloud pour analyser les grandes images et renvoyer les résultats au smartphone. En outre, ils ont trouvé un moyen de concentrer les échantillons dans la puce de papier afin d'analyser des volumes d'échantillons beaucoup plus importants.

L’appareil pourrait détecter des quantités infimes de norovirus dans l’eau purifiée et dans les eaux usées récupérées, qui sont très sales. L'eau du robinet, d'autre part, était sujette à l'erreur.

« Nous pensons que le chlore dans l'eau du robinet affecte l'analyse », a déclaré Yoon. « Nous ne pensons pas qu'il soit difficile de traiter l'eau pour éliminer le chlore avant d'appliquer notre méthode. »

Yoon envisage que le personnel des systèmes d’approvisionnement en eau des villes utilise l’appareil et l’application pour détecter la présence de norovirus dans les réserves d’eau. Pour analyser l'utilisation du test sur le terrain, l'équipe collabore avec Kelly Reynolds du même établissement, ainsi qu'avec Tucson Water.

À présent, Yoon et ses collègues s’emploient à utiliser leur smartphone pour diagnostiquer les infections à norovirus chez les patients à un stade plus précoce que ce qui est actuellement possible.

Pour ce faire, ils prévoient d'analyser des prélèvements de selles. « Lorsque norovirus atteint des niveaux détectables par d'autres méthodes, la personne est déjà gravement malade », a déclaré Yoon.

« Mais si nous pouvons détecter le virus plus tôt, ils pourront recevoir des soins médicaux plus rapidement. »

Une détection précoce peut également contribuer à freiner la propagation de la maladie dans des zones isolées et surpeuplées telles que les navires de croisière, où la distinction entre un dérangement gastrique et une infection à norovirus peut guider les efforts de quarantaine ou accélérer le transfert d'un passager au port pour traitement.

Mise à jour du 13 septembre 2019. On lira dans Food Safety News, Researchers develop method to detect low levels of norovirus.

Dissémination de bactéries pathogènes par les smartphones d’étudiants à l’université

« Dissémination de bactéries pathogènes par les smartphones d’étudiants à l’université », source ASM News.

De nouvelles études ont démontré la présence de S. aureus dans 40% des téléphones portables d'étudiants prélevés dans une université. S. aureus est une cause fréquente d'infections hospitalières et en ville et il est actuellement considéré comme un agent pathogène important en raison de son niveau de résistance aux antibiotiques. L’étude, menée à l'Université de São Paulo, au Brésil, est présentée à ASM Microbe, la réunion annuelle de l'American Society for Microbiology.

Parmi les bactéries isolées, 85% étaient résistantes à la pénicilline et 50% avaient la capacité d'adhérer aux surfaces. En outre, la présence de gènes liés à l'adhésion, à la résistance aux antimicrobiens et aux toxines était présente à un niveau élevé. Des échantillons ont été prélevés sur 100 téléphones portables d'étudiants des cours de biomédecine (20), pharmacie (20), dentisterie (20), nutrition (20) et  en soins  infirmiers (20). La grande majorité des bactéries isolées appartenaient à des étudiants du cours de soins infirmiers.

Les étudiants en soins infirmiers risquent très probablement de devenir porteurs de S. aureus car la pratique clinique en milieu hospitalier fait partie de leurs travaux et l'exposition aux risques professionnels est inhérete à ce cadre, ce qui pourrait favoriser la colonisation et la contamination de la surface des dispositifs cellulaires. Les smartphones utilisés dans les environnements de soins de santé permettent la transmission de bactéries qui hébergent des gènes de virulence et de résistance, contribuant ainsi à augmenter les taux d’infection et à augmenter la morbidité/mortalité liée à ces infections.

« L'utilisation généralisée de smartphones dans les hôpitaux et les établissements de santé a suscité de vives inquiétudes concernant les infections nosocomiales, en particulier dans les zones exigeant les normes d'hygiène les plus strictes, telles que la salle d'opération », a déclaré Lizziane Kretli, professeur à l'Université de São Paulo, Brésil. Les étudiants du secteur de la santé assistent à des cours pratiques et à des stages cliniques où ils sont en contact direct avec des échantillons, des objets et des environnements cliniques contenant des microorganismes pathogènes.

Le smartphone est un accessoire indispensable dans la vie professionnelle et sociale d'une grande partie de la population. Dans le domaine médical, ils sont considérés comme faisant partie intégrante de la vie des professionnels de la santé et ont amélioré la communication, la collaboration et le partage d'informations.

« Dans ce contexte, les smartphones pourraient ainsi servir de réservoir de bactéries pouvant causer des infections nosocomiales et pourraient jouer un rôle dans leur transmission aux patients par les mains des professionnels de la santé », a déclaré Kretli.

Cette étude a été supervisée par le professeur Lizziane Kretli Winkelstroter Eller de l’Université de São Paulo (Brésil). Ce travail a été soutenu par la Fondation de recherche de São Paulo - FAPESP (2018/08097-7). Les résultats complets ont été présentés à ASM Microbe 2019 à San Francisco, en Californie, le vendredi 21 juin 2019.