Une nouvelle voie vers un diagnostic plus rapide de la COVID-19 pavée d'or

La propagation rapide du COVID-19, une maladie causée par le virus SARS-CoV-2, a créé une crise de santé publique dans le monde entier. La détection et l'isolement précoces de la COVID-19 sont essentiels pour contrôler la transmission de la maladie et protéger les populations vulnérables. La norme actuelle pour le diagnostic du COVID-19 est la réaction en chaîne par transcriptase inverse-polymérase (RT-PCR), une technique dans laquelle les gènes viraux sont détectés après avoir subi plusieurs cycles d'amplification. Cependant, cette technique prend du temps, créant un arriéré de tests dans les centres de diagnostic et entraînant des diagnostics retardés.      

Dans une étude récente publiée dans Biosensors and Bioelectronics, des chercheurs coréens et chinois ont introduit une nouvelle plateforme basée sur la nanotechnologie qui peut raccourcir le temps nécessaire au diagnostic du COVID-19. Leur plate-forme de détection par diffusion Raman améliorée en surface (SERS)-PCR, préparée à l'aide de nanoparticules d'or (AuNP) dans les cavités de substrats Au « nanodimple » (AuNDS), peut détecter des gènes viraux après seulement 8 cycles d'amplification. C'est presque un tiers du nombre requis avec la RT-PCR conventionnelle.

«La RT-PCR conventionnelle est basée sur la détection des signaux de fluorescence, il faut donc 3 à 4 heures pour détecter le SRAS-CoV-2. Cette vitesse n'est pas suffisante compte tenu de la rapidité avec laquelle COVID-19 se propage. Nous voulions trouver un moyen de réduire ce temps au moins de moitié », explique le professeur Jaebum Choo, expliquant la motivation derrière l'étude. Heureusement, la réponse n'était pas trop loin. Dans une précédente étude publiée en 2021, l'équipe du professeur Choo avait développé une nouvelle plateforme de détection dans laquelle des signaux SERS à haute sensibilité sont produits par des AuNPs uniformément disposés dans les cavités des AuNDS grâce à une technique appelée hybridation d'ADN. Sur la base de cette découverte précédente, le professeur Choo et son équipe ont développé la nouvelle plateforme SERS-PCR pour le diagnostic du COVID-19.

Le nouveau test SERS-PCR utilise des signaux SERS pour détecter «l'ADN pont» - de petites sondes d'ADN qui se décomposent lentement en présence de gènes viraux cibles. Par conséquent, dans les échantillons de patients positifs pour COVID-19, la concentration d'ADN pont (et donc le signal SERS) diminue continuellement avec les cycles de PCR progressifs. En revanche, lorsque le SARS-CoV-2 est absent, le signal SERS reste inchangé.

L'équipe a testé l'efficacité de leur système à l'aide de deux marqueurs cibles représentatifs du SRAS-CoV-2, à savoir les gènes de la protéine d'enveloppe (E) et de l'ARN polymérase dépendante de l'ARN (RdRp) du SRAS-CoV-2. Alors que 25 cycles étaient nécessaires pour la détection basée sur la RT-PCR, la plateforme SERS-PCR basée sur AuNDS ne nécessitait que 8 cycles, ce qui réduisait considérablement la durée des tests. « Bien que nos résultats soient préliminaires, ils fournissent une preuve de concept importante pour la validité de la SERS-PCR en tant que technique de diagnostic. Notre technique SERS-PCR basée sur AuNDS est une nouvelle plateforme de diagnostic moléculaire prometteuse qui peut réduire considérablement le temps nécessaire à la détection des gènes par rapport aux techniques RT-PCR conventionnelles. Ce modèle peut être encore élargi en incorporant un échantillonneur automatique pour développer un système de diagnostic moléculaire de nouvelle génération », explique le professeur Choo.

En effet, la SERS-PCR pourrait être un outil important dans notre arsenal contre la pandémie de COVID-19. Cela pourrait également créer un changement de paradigme dans le domaine du diagnostic moléculaire, révolutionnant la façon dont nous détectons les maladies infectieuses et luttons contre les futures épidémies.