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"Les nouveaux tests promettent d’être plus rapides, moins chers et plus faciles" par Jack J. Lee

Traduction & compléments par Jacques Hallard

samedi 5 septembre 2020, par Lee Jack J.


ISIAS Santé Coronavirus

Les nouveaux tests promettent d’être plus rapides, moins chers et plus faciles : les chercheurs états-uniens développent une panoplie de tests pour détecter le coronavirus qui est responsable de la pandémie de COVID-19

L’article d’origine de Jack J. Lee a été publié le 31 août 2020 par sous le titre «  New coronavirus tests promise to be faster, cheaper and easier  » et il est disponible sur ce site : https://www.sciencenews.org/article/coronavirus-covid19-rapid-tests-rna-virus?utm_source=email&amp ;utm_medium=email&utm_campaign=latest-newsletter-v2&utm_source=Latest_Headlines&utm_medium=email&utm_campaign=Latest_Headlines

A finger pointing at the screen of a black and blue medical device

Les tests de diagnostic rapide effectués à l’aide d’instruments ‘tout-en-un’ pourraient soulager la demande écrasante de tests de détection du SARS-CoV-2. Le ‘Sofia 2’ de Quidel (illustré ci-dessus) exprime les résultats en 15 minutes. Photo Quidel

Aux États-Unis, le temps d’attente moyen pour les résultats du test COVID-19 est d’environ quatre jours. Pire encore, 10% des personnes ne reçoivent pas de résultats de laboratoire pendant 10 jours ou plus.

La notification rapide des résultats des tests aide à identifier les personnes infectées afin qu’elles - et toutes les personnes auxquelles elles transmettent potentiellement le coronavirus - puissent être isolées, empêchant ainsi la propagation du virus.

« Si vous avez un délai de 14 jours pour savoir si une personne est réellement malade et contagieuse, elle interagira avec beaucoup, beaucoup plus de personnes pendant cette période que si vous avez un jour, six heures ou une heure d’attente pour connaître les résultats », déclare Omar Abudayyeh, bio-ingénieur au MIT.

Omar Abudayyeh fait partie des nombreux chercheurs et entreprises en course pour développer de nouveaux types de tests diagnostiques plus rapides qui contournent complètement les laboratoires cliniques. Certains de ces tests complètent leurs analyses dans des machines ‘tout-en-un’ ou ‘multifonction’, suffisamment portables pour être installées dans les écoles, les maisons de retraite et les bureaux.

Plusieurs entreprises développent des tests comme ceux-ci qui permettent de diagnostiquer le COVID-19 en 30 minutes ou moins, avec un niveau de précision comparable aux tests effectués en laboratoire. D’autres exploitent la puissance de l’éditeur de gènes CRISPR pour fournir des résultats rapides.

[Selon Wikipédia, « Édition génomique

https://upload.wikimedia.org/wikipe...

Schéma général du processus de modification localisée du génome.

L’édition génomique ou modification localisée de séquence génomique (genome editing pour les anglophones) regroupe un ensemble de techniques de manipulation du génome visant à la modification du matériel (et donc de l’information) génétique. Ces techniques sont plus précises et ciblées que les techniques OGM historiques qui voient ces organismes transformés par transgenèse qui introduit des modifications génétiques au niveau d’un site « au hasard » dans le génome. Les termes « édition génomique » ou « édition du génome », bien que couramment employés, sont à éviter car contrairement au mot anglais « editing », le mot « édition » ne signifie pas « modifier, corriger, retoucher ». L’expression « édition génétique » est aussi à éviter car ayant un autre sens1. Ces techniques peuvent être appliquées aux plantes, aux animaux2, aux champignons et aux organismes unicellulaires, procaryotes ou eucaryotes. Certains laboratoires proposent aussi de les appliquer au génome humain…. » - Article complet à lire sur ce site : https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89dition_g%C3%A9nomique ].

Et un autre type de test, réalisé par Abbott Laboratories et ayant obtenu l’autorisation d’utilisation d’urgence par la ‘Food and Drug Administration’ des États-Unis le 26 août 2020, fonctionne davantage comme un test de grossesse. Tout ce qu’il faut, c’est une carte de test de la taille d’une carte de crédit, quelques gouttes d’une solution réactionnelle et un échantillon d’un tampon nasal. Dans les 15 minutes, deux lignes apparaissent sur la carte si l’échantillon contient le virus ; une ligne apparaît si ce n’est pas le cas.

« L’étalon-or », test de référence

L’étalon-or actuel pour les tests COVID-19 précis est la PCR, ou réaction en chaîne par polymérase, qui peut détecter même des quantités infimes du matériel génétique du virus, l’ARN (SN : 3/6/20).

Le test nécessite la collecte d’ARN viral directement auprès du patient, généralement recueilli à l’aide d’un écouvillon inséré profondément dans la cavité nasale. Dans un laboratoire clinique, l’ARN du virus est converti en ADN, puis transmis à un instrument spécialisé qui chauffe et refroidit cet ADN pour en multiplier les copies, ce qui le rend plus facile à détecter. Après avoir répété le processus pendant environ une heure, si l’ADN apparaît, l’échantillon est considéré comme positif pour le SRAS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19.

Ces tests sont assez précis. Certaines personnes manquent très tôt dans l’infection ou en raison d’erreurs de laboratoire, produisant de faux négatifs, ce qui signifie que les résultats du test indiquent que quelqu’un n’est pas infecté alors qu’il l’est vraiment. Les faux positifs - lorsque les tests indiquent à tort qu’une personne non infectée a le virus - sont rares avec ce type de technologie. Donc, si un test PCR indique qu’une personne est infectée, elle est probablement porteuse du virus. Le principal inconvénient est la vitesse. Il faut généralement des jours pour récupérer les résultats, et les sauvegardes dans les laboratoires peuvent retarder le processus pendant une semaine ou deux.

Certaines personnes trouvent la sonde nasale inconfortable, donc d’autres tests de laboratoire ont été développés qui reposent sur des échantillons moins invasifs. Le 15 août, la FDA a autorisé un test à base de salive, SalivaDirect, pour une utilisation d’urgence. Ce n’est pas le premier test à détecter le virus SARS-CoV-2 dans la salive, qui est plus facile à prélever que les échantillons des voies nasales. Mais son protocole simplifié accélère la préparation des échantillons et contourne les fournitures de test qui ont été rares ces derniers mois. Cependant, SalivaDirect n’est pas un test rapide. Il nécessite toujours un traitement par les laboratoires cliniques, ce qui contribue au temps d’attente entre la fourniture d’un échantillon et la réception des résultats.

Pour développer des tests plus rapides, les entreprises adoptent diverses approches. Le financement d’une partie de ces travaux provient de l’initiative Rapid Acceleration of Diagnostics, ou RADx, des National Institutes of Health, qui a investi 248,7 millions de dollars dans sept entreprises qui relèvent les défis des tests.

Mesa Biotech, basée à San Diego, par exemple, a reçu un financement RADx pour fabriquer un test PCR qui remplace tout un laboratoire clinique par une station d’accueil et une cartouche à usage unique. La société affirme que la technologie exclusive de son test Accula, qui a déjà reçu l’autorisation d’utilisation d’urgence de la FDA, peut fournir un diagnostic de COVID-19 en seulement 30 minutes.

Small, rectangular medical device with a flip-top

Des instruments compacts, tels que le test Accula de Mesa Biotech (photo ci-dessus), remplacent la fonction des laboratoires cliniques et pourraient apporter des tests rapides dans les écoles, les maisons de retraite et les bureaux.

Contrairement à un instrument qui alterne entre le chaud et le froid, LAMP chauffe la réaction à une température. Vous pouvez exécuter la réaction dans un bain-marie », explique Nathan Tanner, biologiste moléculaire chez ‘New England Biolabs’ à Ipswich, Mass.

[Pour LAMP voir > Loop-mediated Isothermal Amplification (LAMP) - January 12, 2020 by B Madhusudhana Rao ou Amplification isotherme médiée par les boucles : « L’amplification isotherme médiée par les boucles (LAMP) est une technique à tube unique pour l’amplification de l’ADN1,2 et une alternative peu coûteuse pour détecter certaines maladies. L’amplification isotherme médiée par boucle de transcription inverse (RT-LAMP) combine la LAMP avec une étape de transcription inverse pour permettre la détection de l’ARN. LAMP est une technique d’amplification d’acide nucléique isotherme. Contrairement à la technologie d’amplification en chaîne par polymérase (PCR), dans laquelle la réaction est effectuée avec une série d’étapes ou de cycles de température alternés, l’amplification isotherme (c’est-à-dire à température constante) ne nécessite pas de thermocycleur. Sommaire : 1 Technique 2 Utilisations et avantages 3 Limites 4 Références – Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Amplification_isotherme_m%C3%A9di%C3%A9e_par_les_boucles ].

En général, les tests de diagnostic basés sur LAMP ne sont pas aussi sensibles que ceux basés sur la PCR, dit Tanner, mais pourraient être utilisés pour tester plus de personnes, étant donné leurs exigences plus simples. Dans une méthode de test LAMP nouvellement décrite, une solution change de couleur en présence de 100 molécules d’ARN SARS-CoV-2 ou plus. Les auteurs, qui décrivent le test du 12 août 2020 dans la revue ‘Science Translational Medicine’, proposent que l’approche, qui n’a pas détecté les charges virales les plus faibles, conviendrait pour identifier les individus ayant une charge virale modérée à élevée.

Des protéines indicatrices de témoin

Un troisième test financé par RADx fournit des résultats en seulement 15 minutes. Plutôt que de détecter l’ARN viral, le test de Quidel, basé à San Diego, détecte les protéines des particules virales. Ces protéines virales sont également des antigènes, c’est-à-dire qu’elles stimulent les réponses immunitaires lorsqu’elles envahissent notre corps. Ces tests antigéniques sont similaires à ceux utilisés dans les cabinets médicaux et les pharmacies pour diagnostiquer les personnes atteintes de grippe.

Ne confondez pas les tests d’antigène avec un test d’anticorps qui détecte les anticorps qu’une personne développe en réponse à une infection (SN : 4/28/20) Tout comme un test de grossesse, les tests d’antigène COVID-19 utilisent des anticorps pour détecter les protéines virales et donner une réponse oui ou non, déclare Kim Hamad-Schifferli, bio-ingénieur à l’Université du Massachusetts à Boston.

[Lecture suggérée : ’COVID-19 : point actualisé et exposé des tests’ par Jacques Hallard vendredi 31 juillet 2020 par Hallard Jacques - ISIAS Santé Coronavirus - COVID-19 : point actualisé et exposé des tests diagnostiques virologiques [détection de la présence du coronavirus par RT-PCR] et des tests sérologiques [détection de la présence d’anticorps par tests automatiques ELISA, tests de diagnostic rapide (TDR), tests rapides d’orientation diagnostique (TROD), ‘autotests’, etc…], tests salivaires… - Source : https://isias.lautre.net/spip.php?article1086&amp ;lang=fr ].

Le test de l’antigène SARS ‘Quidel Sofia’ a été autorisé pour une utilisation d’urgence. Comme les autres tests rapides financés par RADx, il utilise une station d’accueil et des cartouches à usage unique : au lieu de faire une ligne sur le bâton comme le fait un test de grossesse, la station d’accueil détecte un signal fluorescent si des protéines SRAS-CoV-2 sont présentes.

box showing text kit, with examples of the test cards, a swab and a bottle of solution

Un test d’antigène par Abbott Laboratories ne nécessite qu’une carte de test, un échantillon sur écouvillon et quelques gouttes d’une solution réactionnelle pour retourner un diagnostic de COVID-19 en 15 minutes.

Le test des laboratoires Abbott, qui a obtenu l’autorisation d’utilisation d’urgence le 26 août, est également un test d’antigène et, grâce à sa technologie à base de cartes, il est encore plus simple. Abbott, basé à Abbott Park, Illinois, a déclaré que son test était capable de détecter 34 des 35 patients positifs au COVID-19 présentant des symptômes, soit 97%, dans les études initiales.

L’avantage : un test d’antigène ne nécessite aucun instrument de laboratoire ou enzyme spécialisé. « Tout est autonome », dit Hamad-Schifferli. Sans une étape pour amplifier le matériel viral, cependant, un test d’antigène peut être moins sensible que la PCR ou la LAMP et entraîner un taux plus élevé de résultats faussement négatifs, jusqu’à 20 pour cent selon les directives d’autorisation d’utilisation d’urgence de la FDA pour les tests d’antigène.

En effet, les gens peuvent produire des quantités très variables de virus, en fonction du temps écoulé depuis qu’ils ont été infectés. Chez la plupart des gens, le coronavirus est le plus abondant de quelques jours après l’infection à environ neuf jours après le début de la maladie (SN : 13/03/20).

Après cela, le système immunitaire intervient, empêchant la fabrication de virus. En revanche, l’ARN viral peut être détectable chez certaines personnes pendant plus d’un mois. Un résultat négatif d’un test d’antigène a une plus grande chance d’être un faux confort, de sorte que la FDA dit que le diagnostic peut devoir être confirmé avec un autre type de test, comme la PCR.

Un nouveau type de test rapide

Même si les tests antigéniques ne sont généralement pas aussi précis que la PCR standard ou les nouveaux tests rapides, ils pourraient jouer un rôle crucial en aidant à mettre fin à la pandémie - si leur utilisation se généralisait. À l’heure actuelle, cependant, même le test de 15 minutes d’Abbott doit encore être commandé par un médecin et effectué dans un établissement de soins de santé, ce qui peut constituer des obstacles à son utilisation. Mais que se passerait-il si les gens n’avaient même pas à quitter la maison pour passer un examen ?

C’est sur quoi travaillent Hamad-Schifferli et ses collègues. L’idée est de créer un test moins cher qui n’implique pas un instrument dédié - juste une bande de papier et un signal détectable à l’œil nu. Un test aussi simple pourrait être utilisé plus largement par les personnes à la maison. « Cela changerait la donne », dit-elle.

Si les tests COVID-19 sont déployés suffisamment largement, ils pourraient servir de mesure de santé publique pour identifier les personnes présentant des niveaux élevés de SRAS-CoV-2 et propager le virus à d’autres, même si elles ne présentent pas de symptômes. En effet, des tests fréquents et rapides peuvent être utilisés pour identifier les épidémies au fur et à mesure qu’elles se produisent (SN : 7/1/20). S’ils sont assez bon marché, ces tests pourraient être utilisés quotidiennement par des personnes, captant toutes les détections manquées par des séries répétées de tests.

Les États-Unis testent actuellement près de 700 000 personnes par jour en moyenne, sur la base des données du 21 août au 27 août. Michael Mina
, cependant, souhaite voir encore plus de tests, comme « 200 millions de tests… chaque jour dans ce pays ». La surveillance fournie par des tests aussi répandus « fera effectivement la même chose qu’un vaccin » pour ralentir la propagation du coronavirus, déclare Mina, épidémiologiste au Harvard T.H. École de santé publique Chan à Boston.

Mais pour les tests quotidiens à l’échelle de la population qui pourraient alerter les gens lorsqu’ils commencent à transmettre le coronavirus pour être adoptés, un test doit être suffisamment bon marché - par exemple, moins d’un dollar - pour que de nombreuses personnes l’utilisent fréquemment. Abbott a déclaré que ses tests coûteraient 5 $. Les cartouches de test de Quidel coûtent 23 $ chacune et les autres tests rapides financés par RADx sont probablement dans une fourchette de prix similaire. Compte tenu de leur plus grande précision, ces tests pourraient servir un objectif distinct : déterminer de manière concluante si une personne est infectée et s’assurer qu’elle reçoit un traitement.

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Avec une demande écrasante de tests COVID-19, cela peut prendre des jours, voire plus d’une semaine, avant que les gens ne reçoivent les résultats des tests.Hoptocopter / E + / Getty Images

Le ‘Saint Graal’ des tests peut être celui qui est rapide, facile, précis et peu coûteux et qui pourrait être largement utilisé - même par des personnes à la maison. Un groupe de scientifiques peut être parmi ceux qui approchent de cet objectif. Les travaux sont dirigés par Abudayyeh, Jonathan Gootenberg et Feng Zhang, tous bio-ingénieurs à l’Institut McGovern pour la recherche sur le cerveau du MIT. Zhang est également au Broad Institute du MIT et à l’Université Harvard.

L’équipe a développé un test utilisant l’outil d’édition de gènes CRISPR. Tout ce que quelqu’un a à faire est d’ajouter un échantillon - soit d’un écouvillon nasal ou de salive - dans un tube contenant une solution réactionnelle, chauffer le tube à 60 ° C pendant une heure dans une casserole d’eau, puis ajouter une bandelette de test en papier au tube. Si deux lignes apparaissent, cela signifie que l’ARN du SRAS-CoV-2 est présent.

La lecture repose sur l’activité d’une enzyme CRISPR, Cas12b. Si l’ARN du SRAS-CoV-2 est présent dans la réaction, Cas12b coupe ce que l’on appelle un reporter, un petit morceau d’ADN marqué aux deux extrémités. Les deux moitiés du journaliste évacuent ensuite la bande de papier à différents endroits et apparaissent comme deux lignes. Si l’ARN viral n’est pas présent, le rapporteur reste intact et évacue la bandelette à un endroit, apparaissant comme une ligne.

Le nouveau test, STOPCovid, n’est pas encore autorisé pour une utilisation clinique, mais basé sur des tests chez un petit nombre de patients, il identifie les cas de SRAS-CoV-2 ainsi que les tests PCR, ont rapporté les chercheurs le 8 mai dans une pré-impression publiée sur medRxiv .org. Il renvoie les résultats en environ une heure et coûterait moins de 10 $, disent-ils.

Contrairement aux tests rapides reposant sur des stations d’accueil et des cartouches, le test STOPCovid est conçu pour atteindre des millions de tests par semaine, explique Gootenberg. ’Il n’y a jamais eu de demande pour des millions ou des dizaines de millions de tests par semaine - jamais.’

D’autres groupes de recherche ont également développé des tests COVID-19 similaires basés sur CRISPR (SN : 4/17/20).

Avec le développement de tant de nouvelles technologies pour tester le coronavirus, « nous allons sortir de l’épidémie avec un tout nouveau domaine de diagnostic », dit Mina.

Editor’s Note : Feng Zhang is a member of the Board of Trustees of Society for Science & the Public, which publishes Science News. This story was updated August 31, 2020, to correct some information about the STOPCovid test. It was not adapted from a different FDA-authorized test, and other tests in the works may also be designed to scale up quickly.

Note de l’éditeur : Feng Zhang est membre du conseil d’administration de la ‘Society for Science & the Public’, qui publie ‘Science News’. Cette publication a été mise à jour le 31 août 2020 pour corriger certaines informations sur le test STOPCovid. Il n’a pas été adapté d’un autre test autorisé par la FDA, et d’autres tests en cours peuvent également être conçus pour évoluer rapidement.

Citations

Food and Drug Administration. COVID-19 update : FDA authorizes first diagnostic test where results can be read directly from testing card. Published August 26, 2020.

Food and Drug Administration. Coronavirus (COVID-19) update : FDA issues emergency use authorization to Yale School of Public Health for SalivaDirect, which uses a new method of saliva sample processing. Published August 15, 2020.

V.L. Dao Thi et al. A colorimetric RT-LAMP assay and LAMP-sequencing for detecting SARS-CoV-2 RNA in clinical samples. Science Translational Medicine. Published August 12, 2020. doi : 10.1126/scitranslmed.abc7075.

C.B.F. Vogels et al. SalivaDirect : Simple and sensitive molecular diagnostic test for SARS-CoV-2 surveillance. medRxiv.org. August 4, 2020. doi : 10.1101/2020.08.03.20167791. 

The COVID-19 consortium for understanding the public’s policy preferences across states. Report #8 : Failing the test : Waiting times for COVID diagnostic tests across the U.S. Published August 3, 2020.

National Institutes of Health. NIH delivering new COVID-19 testing technologies to meet U.S. demand. Published July 31, 2020.

D.B. Larremore et al. Test sensitivity is secondary to frequency and turnaround time for COVID-19 surveillance. medRxiv.org. June 27, 2020. doi : 10.1101/2020.06.22.20136309.

J. Joung et al. Point-of-care testing for COVID-19 using SHERLOCK diagnostics. medRxiv.org. May 8, 2020. doi : 10.1101/2020.05.04.20091231.

About Jack J. Lee (photo) - Jack J. Lee is the Summer 2020 science writing intern. He has a bachelor’s degree in biology and a Ph.D. in molecular biology, and recently completed a master’s program in science communication.

À propos de Jack J. Lee (photo) - Jack J. Lee est le stagiaire en rédaction scientifique durant l’été 2020. Il est titulaire d’un baccalauréat en biologie et d’un doctorat en biologie moléculaire, et il a récemment terminé un programme de maîtrise en communication scientifique.

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Science News Internship | PhD Graduate Education at Northeastern University

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Transmis par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 05/09/2020

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