Lorsqu'une épidémie de VIH a frappé le comté rural de Scott dans l'Indiana en 2015, le service de santé à faible effectif a été mis à rude épreuve pour confirmer les cas dans toute une communauté avec des tests de laboratoire qui ne sont pas portables et pourraient prendre des semaines pour renvoyer les résultats.

Cela signifie qu'il a fallu plus d'un an pour confirmer 235 cas de VIH pour la région. Même les tests de dépistage du VIH à domicile exigent actuellement qu'une personne attende quelques mois après une éventuelle infection avant de se tester elle-même.

Et si les patients pouvaient se tester eux-mêmes de manière fiable à la maison et connaître les résultats en quelques minutes, après moins de quelques semaines d'infection ?

Un outil de diagnostic portable en papier a déjà cette vitesse et fonctionnerait non seulement pour le VIH, mais de nombreuses autres maladies infectieuses. L'utiliser serait comme faire votre propre test de grossesse.

Jacqueline Linnes, professeur adjoint de génie biomédical à l'Université Purdue, a développé une technologie avec son équipe qui rendrait les tests de détection en laboratoire à la fois plus rapides et portables, grâce aux propriétés inhérentes du papier.

Le premier appareil sur papier sorti du laboratoire de Linnes peut détecter les acides nucléiques du VIH dans le sang d'une piqûre au doigt en 90 minutes. Son laboratoire travaille sur l'utilisation de la même plate-forme pour détecter d'autres maladies, allant de la coqueluche au choléra, puisque le processus d'extraction des agents pathogènes d'un échantillon à l'aide de papier serait le même.

L'appareil a été conçu jusqu'à présent pour relever spécifiquement les défis avec une détection plus rapide des maladies dans des pays tels que le Kenya et Haïti, qui ont du mal à assumer les coûts de fonctionnement des installations de laboratoire, maintenir une alimentation électrique constante et former le personnel à interpréter des résultats parfois inexacts.

"Dans les zones rurales, un établissement local de soins du VIH peut se trouver jusqu'à 16 km avec des moyens de transport et de communication médiocres, tant de patients sous traitement abandonnent et ne retournent plus dans les formations sanitaires pour le suivi du traitement, " dit Eddy Odari, professeur de recherche biomédicale à l'Université Jomo Kenyatta au Kenya, qui développe et évalue des tests de diagnostic pour les virus pathogènes humains.

« De tels patients qui ne reviennent pas ont été associés à un traitement antirétroviral sous-optimal et à une résistance accrue au traitement antirétroviral de première intention, qui peut conduire à une population avec une résistance transmise, " dit Odari.

Si un appareil abordable et précis pouvait fonctionner avec une puissance suffisamment faible pour détecter les maladies sur place dans ces pays, alors cela pourrait également s'avérer utile pour les communautés aux États-Unis avec un personnel limité et des installations éloignées les unes des autres.

Linnes et ses collaborateurs prévoient d'étudier l'utilité de l'appareil pour les zones rurales de l'Indiana, parallèlement à la lutte contre le VIH au Kenya et le choléra en Haïti.

"L'idée est de détecter plus rapidement ce qui cause une infection pour les patients à la fois dans les régions du monde qui ont les installations de laboratoire à proximité et celles qui n'en ont pas, " dit Linnes, qui se spécialise dans la création d'outils de diagnostic sur le terrain.

Depuis 30 ans, les chercheurs ont étudié des dispositifs à base de papier pour des diagnostics plus rapides, car les matériaux semblables au papier, comme la fibre de verre et la cellulose, sont robustes et connus pour fonctionner comme une pompe.

Cela signifie que le papier peut transporter des échantillons, comme du sang ou de l'eau, sans tout l'équipement externe requis dans un laboratoire pour séparer les acides nucléiques d'un agent pathogène et faire des copies, ou les "amplifier", pour la détection.

« Le « papier » est un terme général pour un matériau poreux qui peut entraîner un liquide, pas seulement le type sur lequel vous pouvez écrire. Les pansements ressemblent à du papier, par exemple, " a déclaré Linnes. " L'inconvénient est que le papier n'a aucun contrôle. "

Pour cette raison, la plupart des dispositifs à base de papier reposant sur l'amplification d'acide nucléique en sont encore à leurs premiers stades. Le laboratoire de Linnes s'est efforcé d'accélérer le fonctionnement de ces appareils sur le terrain en réduisant le nombre d'étapes nécessaires pour séparer les agents pathogènes d'un échantillon chargé sur du papier.

Jusque là, Le laboratoire de Linnes et d'autres chercheurs de Purdue ont réduit ces étapes grâce à une carte de circuit électronique qui chauffe les valves de cire sous des canaux complexes de papier, contrôler le flux d'un échantillon en une seule étape plutôt qu'en plusieurs étapes. Le processus commence par l'ajout de liquide tampon à une piqûre au doigt de sang dans un flacon, puis verser le flacon dans un trou dans le papier.

Si une bande apparaît à l'extrémité de la bande de papier après le chargement d'un échantillon, en plus de la bande de contrôle, alors une personne a été testée positive pour une maladie.

Parce que lire une bande de papier est facile et peu coûteux, il n'y aurait pas vraiment besoin que la technologie passe au numérique.

Mais Linnes et ses collaborateurs ont travaillé sur un autre problème qui appelle une solution numérique :savoir dans quelle mesure une personne réagit au traitement d'une maladie infectieuse.

A travers une entreprise que Linnes a co-fondée, OmniVis, Les chercheurs de Purdue étudient l'utilisation de la technologie des smartphones pour quantifier le VIH dans le corps.

« Si vous prenez des médicaments antirétroviraux et que votre corps réagit bien, alors la quantité de virus serait faible, mais si vous êtes résistant aux médicaments, alors la quantité de virus augmenterait, " dit Linnes.

Les brevets pour l'appareil à base de papier ont été déposés par l'intermédiaire du Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization.