Le test COVID-19 portable au point de service pourrait contourner le laboratoire, selon une étude – Technoguide

Alors que le COVID-19 continue de se propager, les goulots d’étranglement dans les fournitures et le personnel de laboratoire ont entraîné de longs délais d’attente pour les résultats dans certaines régions. Dans une nouvelle étude, l’Université de l’Illinois, les chercheurs d’Urbana-Champaign ont démontré un prototype d’un test moléculaire COVID-19 rapide et un instrument portable simple à utiliser pour lire les résultats avec un smartphone en 30 minutes, ce qui pourrait permettre au point -un diagnostic de soins sans avoir besoin d’envoyer des échantillons à un laboratoire.

«Si un tel appareil et un tel test étaient disponibles, nous pourrions tester le COVID-19 lors d’événements publics, d’auditoriums, de grands rassemblements et potentiellement même à domicile pour des auto-tests. Les résultats pourraient être renvoyés au système de santé publique approprié pour coordination, “, a déclaré Rashid Bashir, professeur de bio-ingénierie et doyen du Grainger College of Engineering de l’Illinois. Bashir a codirigé l’étude avec le professeur de génie électrique et informatique Brian Cunningham et le professeur de sciences mécaniques et d’ingénierie Bill King.

Des tests typiques pour le SRAS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19, prélevez un échantillon d’un patient avec un long écouvillon nasopharyngé, mettez cet écouvillon dans une substance appelée milieu de transport viral et envoyez-le à un laboratoire pour un processus en plusieurs étapes d’extraction, d’isolement et de multiplication de l’ARN révélateur à l’intérieur du virus. Ce processus de multiplication de l’ARN, appelé RT-PCR, nécessite plusieurs cycles de fluctuation de température, un équipement spécialisé et un personnel formé, a déclaré Cunningham.

Comme indiqué dans les actes de la National Academy of Sciences, l’équipe de l’Illinois a utilisé un processus plus simple pour analyser le milieu de transport viral, appelé LAMP, qui contourne les étapes d’extraction et de purification de l’ARN.

“LAMP n’a besoin que d’une seule température – 65 C – il est donc beaucoup plus facile à contrôler”, a déclaré un étudiant diplômé Anurup Ganguli, le premier auteur de l’étude. “En outre, LAMP fonctionne plus robuste que la PCR, en particulier lorsqu’il y a des contaminants dans l’échantillon de test. Nous pouvons simplement chauffer brièvement l’échantillon, casser le virus et détecter la séquence génétique qui identifie spécifiquement le SRAS-CoV-2.”

Les chercheurs ont comparé le test LAMP avec la PCR, d’abord en utilisant du liquide nasal synthétique enrichi avec le virus, puis avec des échantillons cliniques. Ils ont trouvé que les résultats étaient en accord avec les résultats de la PCR, et ils ont documenté la sensibilité et la spécificité du test LAMP.

Ensuite, les chercheurs ont incorporé le test LAMP sur une petite cartouche microfluidique imprimée en 3D qui a deux fentes d’entrée pour les seringues: une pour le milieu de transport viral contenant l’échantillon, une pour les produits chimiques LAMP. Une fois les deux injectés, ils réagissent à l’intérieur de la cartouche.

“Nous utilisons une fabrication additive moderne et à haute vitesse pour fabriquer ces cartouches. L’ensemble peut être rapidement étendu à des centaines de milliers de tests”, a déclaré King. «L’augmentation de la production est généralement le plus grand obstacle pour les applications commerciales des cartouches microfluidiques, et nous pouvons surmonter cet obstacle en utilisant cette nouvelle approche. La fabrication additive moderne est élastique et évolutive, et elle peut être accélérée très rapidement par rapport aux technologies de fabrication traditionnelles. “

L’équipe travaille avec Fast Radius Inc., une société de technologie basée à Chicago, co-fondée par King, pour fabriquer les cartouches microfluidiques.

La cartouche peut être insérée dans un instrument portatif avec une chambre de chauffage, qui chauffe la cartouche à 65 degrés Celsius pendant la durée de la réaction, et un berceau pour smartphone pour lire les résultats. Dans environ 30 minutes, un résultat positif émettra une lumière fluorescente.

“Le lecteur illumine les compartiments à liquide avec la lumière des LED bleues, tandis que la caméra orientée vers l’arrière du téléphone enregistre un film de la lumière fluorescente verte générée”, a déclaré Cunningham.

Les chercheurs ont démontré l’appareil portable avec des échantillons cliniques supplémentaires et ont trouvé que les résultats correspondaient à ceux de la procédure de laboratoire PCR standard.

Les chercheurs explorent si le test fonctionnerait avec des échantillons de salive pour éliminer le besoin d’écouvillons nasopharyngés et collectent davantage de données sur les patients alors qu’ils envisagent les prochaines étapes des approbations réglementaires, a déclaré Bashir.

La National Science Foundation, les National Institutes of Health et la Defense Advanced Research Projects Agency ont soutenu ce travail. Des échantillons cliniques ont été obtenus auprès d’OSF HealthCare en collaboration avec le Dr Sarah Stewart deRamirez et avec le soutien du partenariat Jump Applied Research in Community Health through Engineering and Simulation entre OSF HealthCare et l’U. De I.

Bashir, Cunningham et King sont affiliés au Beckman Institute for Advanced Science and Technology, au Carle Illinois College of Medicine et au Holonyak Micro and Nanotechnology Lab de l’Illinois. Bashir et Cunningham sont également affiliés au Cancer Center de l’Illinois et au Carl R. Woese Institute for Genomic Biology.

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