Mardi 22 Septembre 2020

Le test de coronavirus standard, s'il est disponible, fonctionne bien, mais de nouveaux diagnostics peuvent-ils aider dans cette pandémie? | Science


Un médecin en Allemagne prépare un écouvillon pour tester l'infection à coronavirus.
  
          
                          
            
  
      Daniel Reinhardt / alliance photo via Getty Images
          
              
    
  
  
    
          
  Par Robert F. ServiceMar. 22, 2020, 12:15 PM
      Alors que les États-Unis se précipitent pour intensifier les tests de dépistage du coronavirus pandémique en utilisant une technologie basée sur la réaction en chaîne de la polymérase (PCR) qui a fait ses preuves, des approches alternatives commencent à être mises en place qui pourraient faciliter et accélérer la tâche des gens pour savoir s'ils ont été infectés. Certaines méthodes modifient le test PCR standard, qui amplifie de minuscules morceaux de matériel génétique pour permettre la détection, tandis que d'autres séquencent le virus directement ou utilisent l'éditeur de génome CRISPR.

Des tests plus rapides et moins chers arrivent, explique Evan Jones, PDG d'OpGen, une société de diagnostic rapide à Gaithersburg, Maryland. Cependant, ajoute-t-il, le développement de nouveaux types de tests "va prendre du temps". Certains des nouveaux tests sont maintenant en ligne, mais d'autres prendront probablement des mois pour être validés et prêts à être diffusés à grande échelle.

Le test de coronavirus standard, s'il est disponible, fonctionne bien, mais de nouveaux diagnostics peuvent-ils aider dans cette pandémie? | Science

«Tester, tester, tester» a été le mantra répété à maintes reprises par le directeur général de l'Organisation mondiale de la santé, Tedros Adhanom Ghebreyesus. Les tests diagnostiques qui identifient les infections actives chez les personnes sont d’une importance vitale pour les efforts de santé publique, et pas seulement pour les problèmes de santé des individus. Des tests de diagnostic généralisés, ainsi que l’isolement des personnes infectées, la recherche des contacts et la mise en quarantaine de ces contacts, semblent avoir été essentiels dans le travail de la Corée du Sud pour supprimer la propagation du virus.

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  • Aux États-Unis, le lent déploiement des tests PCR contre les coronavirus a été largement attribué à une combinaison de règles strictes visant à garantir leur fiabilité et à un réseau complexe d'entreprises et de systèmes de soins de santé chargés de développer, de réaliser et de payer les tests. L'administration Trump affirme que les tests s'accélèrent. Le 16 mars, lors d'une conférence de presse à la Maison Blanche, le secrétaire adjoint américain à la Santé et aux Services sociaux pour la santé, Brett Giroir, a déclaré que le pays serait en mesure de traiter 1 million de tests d'ici la fin de la semaine et 2 millions la semaine suivante. Mais les chiffres réels ne sont pas encore proches de cela. Selon les données compilées par le COVID Tracking Project, une collaboration à but non lucratif des responsables de la santé publique et des journalistes comptant les tests effectués aux États-Unis, 191 541 diagnostics par PCR ont été effectués au 22 mars, dont 24 345 étaient positifs pour le virus.

    Le 29 février, la Food and Drug Administration des États-Unis (FDA) a publié de nouvelles règles pour autoriser l'utilisation d'urgence des tests de coronavirus au-delà de ceux qui sont effectués et distribués par les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) des États-Unis. Les laboratoires universitaires de virologie, les services de santé publique et les entreprises ont décidé de créer leurs propres tests PCR. Aujourd'hui, quelque quatre douzaines d'organisations ont reçu l'approbation de la FDA pour leurs tests. Parmi les plus grandes se trouvent des sociétés de diagnostic, telles que Roche Molecular Systems, qui a reçu le feu vert de la FDA pour son test cette semaine. Il fournira initialement quelque 400 000 tests par semaine aux États-Unis et 3 millions dans le monde, selon Alexandra Valsamakis, directrice médicale de la société. D'autres grandes entreprises ont récemment obtenu l'approbation de leurs tests, notamment Thermo Fisher et Abbott.

    Les laboratoires de virologie universitaires ont également sauté dans la brèche pour aider à diagnostiquer les cas dans leur voisinage. La semaine dernière, par exemple, les médecins du Centre médical de l'Université de Pittsburgh ont commencé à utiliser un test PCR fait maison pour vérifier l'infection dans le comté d'Allegheny. Pour l'instant, son nombre de tests reste faible, environ 100 par semaine. «Nous souhaitions vraiment l'avoir commencé plus tôt», déclare Alan Wells, qui dirige les laboratoires cliniques de l'UPMC.

    La PCR est le test le plus couramment utilisé pour diagnostiquer le coronavirus car il est très précis. (Voir: Comment fonctionne le test de coronavirus le plus courant?) Mais d'autres problèmes le limitent. «Il n’obtient pas le redressement dont nous avons besoin», explique Steven Wolinsky, médecin spécialiste des maladies infectieuses à la Northwestern University. Chaque test prend environ 4 heures une fois qu'un échantillon atteint un laboratoire de test centralisé, avec le temps partagé entre la préparation de l'échantillon et le test PCR réel. Avec le transport et les files d'attente, l'obtention d'un résultat peut prendre de 2 à 4 jours. Pendant ce temps, les personnes infectées peuvent transmettre le virus à de nombreuses autres personnes.

    Auto-écouvillonnage

    Une autre nouvelle dimension est maintenant ajoutée au paysage diagnostique des coronavirus: les tests «à domicile», qui impliquent l'envoi d'un échantillon prélevé à domicile à un laboratoire. Demain, par exemple, Everlywell prévoit de commencer à expédier des trousses aux maisons et aux pharmacies de détail. Ces tests commenceront par des questions de dépistage, en ligne ou chez un détaillant, pour déterminer si une personne est susceptible d'avoir été exposée au virus. S'ils le sont, ils peuvent recevoir un kit d'échantillonnage nasopharyngé par la poste ou en acheter un chez un détaillant local. Une personne recevra des instructions détaillées pour administrer son propre écouvillon, l'insérer dans un flacon protecteur et l'envoyer par la nuit à l'un des dizaines de laboratoires de diagnostic (en partenariat avec Everlywell et déjà approuvé par la FDA) pour l'analyse par PCR.

    Frank Ong, directeur médical et scientifique en chef d'Everlywell, déclare que la société prévoit de passer rapidement de l'offre de milliers de ces tests par jour à des dizaines de milliers. Bien que chaque test nécessitera probablement encore une attente de 4 jours pour obtenir des résultats, dit Ong, cette stratégie d'échantillonnage à domicile présente des avantages majeurs: elle protégera les travailleurs de la santé de l'exposition à une infection potentielle et leur libérera du temps. «Nous devons nous assurer de leur donner la bande passante pour prendre soin des patients», explique Ong. D’autres sociétés, dont Nurx et Carbon Health, affirment qu’elles expédient désormais des fournitures limitées de leurs propres kits d’échantillonnage à domicile.

    La plupart des tests de PCR pour le nouveau virus sont effectués avec de grosses machines automatisées coûteuses qui effectuent de nombreux tests à la fois. Les grands hôpitaux ou installations de diagnostic en ont, mais une autre option qui commence à se déployer maintenant est des appareils plus petits et moins chers qui effectuent également une amplification des acides nucléiques. Ceux-ci pourraient être utilisés par de plus petits hôpitaux et même par des cabinets de médecins individuels.

    Vendredi, par exemple, Cepheid, qui vend de petits systèmes de PCR pour détecter rapidement les virus de la grippe, les bactéries de la tuberculose et d'autres microbes, a reçu l'approbation d'urgence de la FDA pour une cartouche de test SARS-CoV-2 qui s'insère dans le système GenXpert de la société, un appareil la taille de la machine à expresso qui peut produire un résultat de diagnostic en aussi peu que 45 minutes. Les responsables de Cepheid affirment que 23 000 de ces systèmes sont en place dans le monde, dont 5 000 aux États-Unis. Le 19 mars, GenMark a reçu l'approbation d'urgence de la FDA pour ses propres tests de coronavirus, qui fonctionnent sur des machines de taille similaire qui utilisent une approche électrochimique exclusive pour détecter le matériel génétique cible en moins de 2 heures. D'autres sociétés se précipitent pour fournir des machines de diagnostic au point de service, notamment Mesa Biotech, HiberGene, Mobidiag et QuantuMDx.

    Il en va de même pour des sociétés telles que Oxford Nanopore et Fulgent Genetics, qui, au lieu d'utiliser la PCR, séquencent directement tout matériel génétique dans un échantillon, puis recherchent des correspondances avec, par exemple, le nouveau coronavirus. Cette approche de séquençage de gènes à grande vitesse pourrait aider à caractériser le génome du coronavirus pour mieux comprendre comment le virus évolue, mais elle pourrait également être un diagnostic dans certaines situations, telles que des sites distants sans accès à la PCR. Les appareils portables d'Oxford Nanopore ont été utilisés lors d'épidémies d'Ebola, et la société en a envoyé beaucoup en Chine au début de la pandémie.

    CRISPR pour les tests

    Le moyen le plus rapide de tester le coronavirus peut finalement être proposé par les entreprises utilisant l'éditeur de génome CRISPR, mieux connu pour ajouter ou supprimer de l'ADN dans les cellules. Deux sociétés américaines, Mammoth Biosciences et Sherlock Biosciences, déclarent avoir créé des tests basés sur CRISPR et sont en train de les valider avec des échantillons de patients avant de demander l'approbation de la FDA pour une utilisation d'urgence. La technique commence avec un échantillon de patient, extrait de l'ARN viral et utilise un test d'amplification d'acide nucléique rapide appelé amplification à boucle pour produire juste assez d'ARN pour que le test puisse le détecter. Les chercheurs ajoutent ensuite deux composants d'un éditeur de génome CRISPR, une protéine appelée CAS12 qui coupe l'ADN ou l'ARN et un ARN «guide» qui s'insère dans CAS12 et l'aide à rechercher une séquence correspondant à un morceau du génome du coronavirus. Si CAS12 et son guide trouvent une correspondance dans l'ARN, CAS12 se lie à cet ARN correspondant, ce qui active CAS12 pour le couper et continue à couper tout autre brin d'ARN ou d'ADN à proximité, y compris les copies d'un brin conçu pour libérer la couleur -modifier les molécules lorsque CAS12 les libère. Le résultat peut être un simple changement de couleur sur une bandelette réactive.

    La technique excelle dans la chasse aux petits extraits de matériel génétique, explique Jennifer Doudna, biochimiste à l'Université de Californie, Berkeley, pionnière du CRISPR, qui est présidente du conseil consultatif scientifique de Mammoth Bioscience.

    Dans une prépublication publiée le 10 mars sur medRxiv, des chercheurs de Mammoth Biosciences et de l'Université de Californie à San Francisco rapportent que les tests sur des échantillons cliniques ont produit des résultats avec des taux d'exactitude comparables à ceux de la PCR en seulement 30 minutes. Il utilise une simple bande semblable à du papier avec une ligne colorée qui apparaît avec un résultat positif. La société discute avec des partenaires de la fabrication de kits de test qui permettraient un diagnostic rapide et bon marché de l'infection par le SRAS-CoV2 à domicile sans nécessiter de savoir-faire médical, explique Trevor Martin, PDG de Mammoth.

    Cela peut prendre des mois pour finaliser le test et obtenir l'approbation réglementaire de celui-ci. Il ne sera donc probablement pas prêt dans les semaines cruciales à venir. Mais il pourrait être prêt si la propagation du coronavirus se poursuit. Certains prédisent que le virus va également reculer, mais qu'il y aura ensuite une résurgence des infections à l'automne. Obtenir des résultats ne nécessiterait pas de machines PCR exploitées par des techniciens qualifiés, dit Martin. «Ce serait un changement radical pour notre réponse» aux maladies émergentes, dit Martin.

    Problèmes d'approvisionnement

    Même si les entreprises et les laboratoires universitaires intensifient leurs efforts de diagnostic basés sur la PCR, les hôpitaux et les sites de test du pays signalent qu'ils sont confrontés à un resserrement plus immédiat: beaucoup manquent de produits chimiques et d'autres matériaux qui permettent les tests, tels que le des écouvillons pour recueillir des échantillons de patients et les réactifs nécessaires à la PCR. Benjamin Pinsky, un pathologiste de l'Université de Stanford qui a développé un test de diagnostic basé sur la PCR utilisé en Californie du Nord, dit que son laboratoire est confronté à une pénurie croissante de différentes fournitures, notamment les kits utilisés pour extraire l'ARN des échantillons viraux, avant qu'il puisse être chargé dans Machines de PCR.

    «Cela a été un grand défi», explique Pinsky. «Nous avons dû être très agiles pour faire face à cela», changeant constamment de fournisseurs ou même de procédures chimiques, qui doivent être validées avant de pouvoir être utilisées sur des échantillons de patients. Son équipe a même envoyé des appels sur Twitter à la communauté de Stanford et aux sociétés de biotechnologie régionales appelant à des dons d'assemblages de réactifs, tels que des kits de Zymo et Qiagen. Et même si les dons ont afflué, les fournitures manquent toujours, dit Pinsky.

    Les sociétés de réactifs tentent de répondre. Par exemple, Qiagen, un important fournisseur de kits d'extraction d'ARN, a annoncé mardi que ses employés travaillaient sans relâche pour augmenter la production de 1,5 million de kits par mois à 6,5 millions par mois d'ici fin avril et augmenter encore plus tard.

    Pinsky, pour sa part, se dit prêt à ce que les entreprises prennent entièrement en charge les tests de coronavirus d'universitaires comme lui. "J'espère que ces entreprises seront en mesure de fournir les tests qu'elles ont promis", a déclaré Pinsky. "Cela reste à voir."
      
      

                

    fiabilité test coronavirus

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