Samedi 19 Septembre 2020

Pourquoi les États-Unis ont encore du mal à tester le coronavirus


Les États-Unis ont signalé leur premier cas confirmé de COVID-19 le 21 janvier. Huit semaines plus tard, il n’existe toujours pas suffisamment de tests pour le virus pour tous ceux qui en ont besoin. "C'est un échec", a déclaré Anthony Fauci, directeur des National Institutes of Allergy and Infectious Diseases, lors d'un briefing à la Chambre la semaine dernière. «Le système n'est pas vraiment adapté à nos besoins actuels.»
Les personnes malades ou ayant été en contact avec des personnes malades ont du mal à se faire dépister. Jusqu'à la semaine dernière, le nombre de tests pouvant être effectués par jour aux États-Unis était limité à environ 7 000. Les laboratoires ont du mal à obtenir les fournitures dont ils ont besoin pour répondre à la demande.
Au centre de tout ce chaos se trouve un type de test relativement simple appelé réaction en chaîne par polymérase, ou PCR, qui existe depuis des décennies. Pour l'exécuter, un médecin tamponne le nez ou la gorge d'un patient et envoie l'échantillon à un laboratoire. Le laboratoire recherche ensuite de minuscules extraits du matériel génétique du virus. L'analyse par PCR est compliquée mais fiable.
«Si le système de santé fonctionne bien, ces tests devraient être bons et nous aider à gérer cette épidémie», explique Catherine Klapperich, directrice du Laboratoire de diagnostic et des technologies de santé mondiales de l'Université de Boston. "Il est frustrant de constater que les tests sur lesquels nous pensions pouvoir compter ne se sont pas déroulés comme prévu."
La PCR fonctionne. Mais en situation d'épidémie, même si ça marche bien, c'est encore trop lent. Idéalement, les médecins devraient pouvoir effectuer des tests dans un bureau ou directement au chevet du patient. La technologie pour tester de cette façon existe. Mais il n'y a pas eu d'investissement à grande échelle pour le commercialiser, il n'y a donc pas de voie claire pour le mettre en service en cas d'urgence.
«Des tests au point de service sont requis pour ces situations d'épidémie»
«Des tests au point de service sont requis pour ces situations d'éclosion. Nous n'en sommes tout simplement pas encore là en tant que communauté scientifique », déclare Klapperich.

Étalons d'or actuels

Une semaine après la mise à disposition de la séquence génétique du nouveau coronavirus en janvier, des chercheurs allemands avaient conçu un test de PCR capable de détecter le virus dans un échantillon de patient. Ce test est devenu la base du test de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) utilisé dans des pays du monde entier, y compris la Corée du Sud, mais que les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) ont refusé d’utiliser. Les tests de PCR sont, en théorie, assez simples à créer: les scientifiques sélectionnent des extraits du gène du virus et utilisent une série de produits chimiques pour rechercher cet extrait de gène dans l'échantillon. S'ils trouvent l'extrait de code, cela signifie que le patient a le virus.
La PCR est la plate-forme de test de référence pour les virus car elle est très sensible, explique Paul Yager, professeur au département de bio-ingénierie de l'Université de Washington - elle peut détecter même une infime quantité de virus dans un échantillon de patient et est moins susceptible de avoir un résultat négatif incorrect.

Pourquoi les États-Unis ont encore du mal à tester le coronavirus

De plus, c'est très connu. Il a été inventé pour la première fois dans les années 1980, et les brevets sur les systèmes nécessaires à son fonctionnement ont expiré en 2005, ce qui le rend bon marché pour tout laboratoire. "Si vous connaissez la séquence du bogue que vous recherchez et savez dans quel fluide corporel chercher, la conception de ce test devrait être relativement simple", explique Klapperich.
C'est simple, mais cela peut être lent. Aux États-Unis, pendant des semaines, les tests de dépistage du virus ont été effectués à la main. C'est un processus technique qui prend du temps. Même si les tests PCR sont simples à créer, ils sont compliqués à exécuter: un technicien de laboratoire doit mélanger soigneusement un échantillon de patient avec de petites portions de produits chimiques dans de minuscules tubes, et toute contamination peut ruiner le test. Les échantillons doivent également être portés à plusieurs reprises à haute température et redescendus dans un processus appelé thermocyclage, qui est effectué sur une machine spécifique. Il faut quelques heures pour obtenir des résultats.
«Tous les laboratoires ne peuvent pas faire de PCR. Cela nécessite un laboratoire très propre, et il est difficile à dépanner », explique Klapperich. "Je pense à l'hôpital de ma ville natale - il n'y a aucun moyen de faire la PCR dans cet hôpital." Les laboratoires qui peuvent effectuer des tests de PCR nécessitent une approbation spéciale pour effectuer des tests pour les patients, et l'obtention d'une autorisation peut prendre des mois. Klapperich dit que son laboratoire de recherche à Boston pourrait exécuter environ 80 tests par jour s'il était approuvé. Le laboratoire de virologie de l'Université de Washington, qui possède plusieurs machines et de nombreux techniciens de laboratoire qualifiés, peut en faire jusqu'à 2 000 environ.

Erreurs et obstacles

Le test allemand adopté et diffusé par l'OMS a analysé trois gènes viraux spécifiques. Des pays du monde entier ont pu adopter et adapter ce test. La Corée du Sud, par exemple, a rapidement commencé à tester environ 10 000 personnes par jour pour le virus. Jusqu'à présent, la Corée du Sud a testé environ 250 000 personnes.
Au lieu d'utiliser le protocole de l'OMS, le CDC a décidé de créer son propre test en utilisant trois gènes différents du test allemand. Ce n'est pas une décision tout à fait inhabituelle - l'agence a également créé son propre test lors de l'épidémie d'Ebola en Afrique de l'Ouest en 2015. Mais lorsque certains laboratoires d'État ont tenté de valider le test, il a semblé provoquer de faux résultats positifs. L'agence a dû repenser et refabriquer des kits de test, ce qui a contribué aux retards dans la mise en place et le fonctionnement de tests généralisés.
Au lieu d'utiliser le protocole de l'OMS, le CDC a décidé de créer son propre test
Normalement, les laboratoires d'État de santé publique et les laboratoires commerciaux auraient pu créer leurs propres tests PCR une fois qu'il était clair que le test CDC ne fonctionnait pas. Mais parce que le pays est dans un état d'urgence de santé publique, tout nouveau test devait être approuvé pour une utilisation d'urgence par la Food and Drug Administration (FDA). Cette lenteur a également contribué à des retards dans les tests. Le 29 février, l'agence a assoupli cette règle et les laboratoires commerciaux ont commencé les tests COVID-19.
Des machines sont disponibles qui peuvent exécuter automatiquement des tests PCR, ce qui accélère également le processus. Cependant, il a fallu des semaines aux entreprises pour développer des tests pour ces systèmes automatisés et pour que la Food and Drug Administration les approuve. La société pharmaceutique et de diagnostic Roche, par exemple, n’a obtenu l’approbation d’un test automatisé que le 13 mars.
Les experts disent que le temps de latence et le lent déploiement étaient déroutants. La Corée du Sud travaille avec la même technologie que les États-Unis et a pu accélérer les tests beaucoup plus rapidement - même si, notamment, elle n'a pas les mêmes barrières réglementaires que les États-Unis. Mais les États-Unis ont également de l'expérience dans ce domaine. «Pendant le H1N1, ce test est sorti rapidement et a été distribué», explique Klapperich. "Je ne sais pas ce qui s'est mal passé ici."

Point de service

Les tests PCR restent la méthode la plus fiable pour diagnostiquer une infection virale chez un patient, même si les États-Unis ont actuellement du mal à se mettre en route. Mais les chercheurs du monde entier accélèrent également les travaux sur d'autres types de tests qui peuvent être effectués plus rapidement et plus près des patients.
La vitesse est importante pendant une pandémie, dit Yager, car - entre autres - elle permet aux médecins de découvrir rapidement qui a un virus. "Ce que vous ne voulez pas faire, c'est amener quelqu'un avec COVID-19 dans un service de gériatrie. Vous voulez les séparer. Vous voulez quelque chose qui vous donnerait un résultat en 10 à 20 minutes », dit-il.
"Vous voulez quelque chose qui vous donnerait un résultat en 10 à 20 minutes"
Les médecins effectuent régulièrement des tests de dépistage de la grippe dans leur cabinet et peuvent obtenir des résultats en 15 minutes environ. Ces types de tests ne recherchent pas les gènes de la grippe dans un échantillon de patients. Au lieu de cela, ils recherchent des protéines à la surface du virus. Ces types de tests à base de protéines pour le nouveau coronavirus sont en cours de développement, dit Klapperich. «C'est attrayant parce que c'est un moyen rapide de faire le test», dit-elle.
Cependant, ces tests sont beaucoup moins sensibles que les tests basés sur les gènes et sont plus susceptibles de générer de faux résultats négatifs - pour dire que le virus n'était pas dans un échantillon alors qu'il l'était réellement. Les protéines à l'extérieur des virus changent également plus fréquemment que leurs gènes, de sorte que le test peut cesser de fonctionner. «Les tests ne sont aussi bons que ce que vous savez sur la protéine», dit-elle. Les tests basés sur les gènes comme la PCR ont tendance à être plus précis.
La PCR est difficile à apporter au chevet d'un patient, car le thermocyclage nécessaire pour exécuter le test nécessite beaucoup d'électricité. Mais il existe une autre approche des tests basés sur les gènes, appelée amplification isotherme, qui est plus simple et peut fonctionner à une température fixe. «Il existe de nombreuses façons de faire fonctionner les méthodes isothermes. Chacun a son propre inconvénient, et aucun n'est aussi pratique que la PCR. Mais les inconvénients peuvent être surmontés car ils sont plus petits, plus simples et plus légers », explique Yager.
Le laboratoire de Yager a créé un petit système isotherme qui pourrait être utilisé à l'extérieur d'un laboratoire en 2017, et d'autres laboratoires ont créé des systèmes similaires. Mais même si les tests isothermes ont été mis en place dans les laboratoires, ils n'ont pas été fabriqués à grande échelle. "Nous avions un partenaire commercial qui a décidé aux trois quarts du chemin qu'il ne voulait pas commercialiser notre test", dit-il. «C'est le marché commercial qui a provoqué l'échec du projet - qui a été un succès technique -.»
  
    
    
      
        
    
  
  
    
      
        Un centre d'essais au volant à New Rochelle.Photo de Spencer Platt / Getty Images
      
    
  
Aujourd'hui, des dizaines d'entreprises développent des tests de point de service pour le nouveau coronavirus et sont à différents stades de développement. Par exemple, les médecins de l'Université de Californie à San Diego évaluent un système expérimental qui, selon eux, pourrait donner des résultats en une heure; Mammoth Biosciences développe un test de chevet qui fonctionnerait de manière similaire à un test de grossesse; et la société de biotechnologie Cepheid tire parti de sa technologie de détection de la grippe pour construire un nouveau test rapide de coronavirus.
Normalement, les méthodes de PCR fonctionnent bien. Mais dans une épidémie de maladie infectieuse, lorsque le diagnostic rapide des patients est si important, avoir l'infrastructure pour développer des tests sur le lieu de soins améliorerait la réponse - à cette pandémie et aux futures. «Les outils sont là, pour les ingénieurs. Nous devons les assembler, ce qui nécessite de nombreux systèmes pour fonctionner ensemble », explique Klapperich.
Mais un manque d'investissement soutenu au cours des dernières années signifie que la technologie utilisée par ces tests n'est pas aussi bien connue que la PCR standard et est encore largement expérimentale. Il n'y a pas de pipeline en place pour accélérer le dépistage au point de service et le faire parvenir aux établissements de santé de la même manière que pour la PCR. Il est également difficile de savoir exactement comment ces types de tests se comparent à la PCR éprouvée. "Ce n'est pas parce que nous ne nous sommes pas moqués de cela depuis un moment", explique Yager. «Les entreprises n’ont pas vu de réel besoin. Jusqu'à maintenant."