Une innovation à l'Université Purdue pourrait permettre une détection très sensible d'une maladie infectieuse telle que le VIH ou la coqueluche en utilisant un automatique, test au point de service similaire dans l'emballage à un test de grossesse.

Le test sur papier pourrait permettre une détection ultra-sensible des agents pathogènes avec une interaction minimale de l'utilisateur et sans avoir à envoyer le test à un laboratoire et à attendre les résultats.

Jacqueline Linnes, professeur adjoint à la Weldon School of Biomedical Engineering de Purdue, développe la technologie utilisant des tests d'amplification des acides nucléiques (TAAN) sur papier, qui est une technique moléculaire utilisée pour détecter un virus ou un agent pathogène bactérien particulier dans un échantillon de sang, tissu ou fluide corporel. Les autres co-inventeurs de la technologie sont Megan Chiu et Rui Shen, deux étudiants de premier cycle, et Elizabeth Phillips, Kristin Byers et Orlando Hoilett, étudiants diplômés, tous au Collège d'ingénierie de Purdue.

« Les NAAT existants nécessitent souvent l'utilisation d'un instrument volumineux qui contient des complexes, des cartouches en plastique moulées par injection pouvant coûter chacune 30 $ ou plus, plus de deux fois plus cher que les tests en laboratoire à haut débit, " dit Linnes.

Linnes a déclaré que les NAAT sur papier actuels posent des limites.

« D'autres laboratoires de recherche ont développé des NAAT sur papier qui nécessitent plusieurs, étapes activées par l'utilisateur pour déplacer l'échantillon de la préparation à l'amplification puis aux sous-systèmes de détection, " a déclaré Linnes. "Ces étapes initiées par l'utilisateur sont des points d'erreur potentielle qui peuvent entraîner une contamination de l'échantillon et une synchronisation incontrôlée des réactions d'amplification. Avec notre technologie, nous visons à intégrer chaque étape dans un seul, à bas prix, processus automatisé."

Le Linnes Lab est spécialisé dans le développement ultrasensible, à bas prix, diagnostics au point de service en exploitant les propriétés d'écoulement des fluides du papier et de la cire. Le Linnes Lab a développé une technologie pour imprimer des valves d'encre en cire qui s'ouvrent et se ferment avec un chauffage localisé pour permettre des réactions en plusieurs étapes au sein d'un seul test sur papier.

« Les diagnostics au point de service en une seule étape, tels que les tests de grossesse et de paludisme, utilisent l'action capillaire du papier pour déplacer les fluides le long d'un chemin de détection, " dit Linnes. " Malheureusement, la plupart des diagnostics de maladies nécessitent des réactions en plusieurs étapes beaucoup plus compliquées que ne peuvent le faire ces simples tests sur papier."

La technologie en cours de développement permet d'imprimer les réactifs d'amplification sur papier et de les remplacer pour des cibles génétiques particulières, pour détecter différentes maladies ou même détecter le même agent pathogène et voir s'il est résistant aux antibiotiques.

L'innovation combat le problème d'avoir à incuber l'agent pathogène pendant une durée déterminée, puis déplacez l'échantillon vers une détection séparée, éliminer l'interaction excessive de l'utilisateur.

"Les TAAN nécessitent que l'agent pathogène d'intérêt incube pendant 15 à 30 minutes, parfois plus longtemps avant la détection, " a déclaré Linnes. "Notre technologie comprend des vannes de cire à température contrôlée qui automatisent la fluidique sur le papier à l'intérieur de l'appareil. Les valves sont capables de capturer et d'incuber le fluide pour l'amplification. Une fois incubé, les vannes peuvent être chauffées par des résistances imprimées au verso du papier pour permettre au fluide d'aller en aval vers un test d'écoulement latéral. Cette détection finale est aussi simple que de visualiser une ligne sur un test de grossesse."

Linnes a déclaré que les composants individuels de l'appareil ont été testés avec succès.

"Nous avons testé chaque partie de l'appareil séparément avec des résultats positifs. Notre objectif est de faire des tests d'intégration complets lorsqu'ils seront tous assemblés cette année, ", a-t-elle déclaré. La recherche originale de ce projet a reçu un financement de la Fondation Bill &Melinda Gates Grand Challenges pour travailler sur une plate-forme de test pour détecter le VIH. "Nous travaillons également sur la détection du choléra, une maladie diarrhéique infectieuse et souvent mortelle, en Haïti, ainsi que Bordetella pertussis, qui est la coqueluche."