Étapes de pliage du papier pour la manipulation fluidique. Schémas de la façon dont la bande de papier dans le dispositif microfluidique est pliée pour chaque étape. Les flèches indiquent le sens du pliage. Crédit :Niall P. Macdonald (Université de Dublin, Dublin)
De simples feuilles de papier ciré pliées pourraient aider à apporter un prix abordable, des tests de terrain fiables pour des maladies telles que le paludisme dans les régions reculées du monde en développement, disent les scientifiques.
Dans un nouvel article intitulé "Paper-based Microfluidics for Diagnosing Malaria in Low Resource Rural Environments, " publié dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences , des chercheurs d'universités écossaises et chinoises, en collaboration avec le ministère de la Santé en Ouganda, décrire pour la première fois comment le papier plié de style origami, préparé avec une imprimante et une plaque chauffante, a aidé à détecter le paludisme avec une sensibilité de 98% chez les participants infectés de deux écoles primaires en Ouganda.
Le paludisme est l'une des principales causes de maladie et de décès dans le monde, touchant plus de 219 millions de personnes dans 90 pays à travers le monde, et tuant 435, 000 personnes rien qu'en 2017.
Un problème important pour arrêter et inverser la propagation de la maladie est de la diagnostiquer chez les personnes infectées mais qui ne présentent aucun symptôme, un problème qui ne peut être résolu que par des tests sur le terrain à grande échelle. Cependant, essais en cours, qui reposent sur un processus connu sous le nom de réaction en chaîne par polymérase (PCR), ne peut être effectué que dans des conditions de laboratoire, ce qui les rend impropres à une utilisation dans des endroits éloignés.
L'équipe, dirigé par des chercheurs de l'Université de Glasgow en partenariat avec l'Université Jiao Tong de Shanghai et le ministère de la Santé en Ouganda, ont développé une nouvelle approche du diagnostic. Il utilise du papier pour préparer des échantillons de patients pour un autre type de processus de détection connu sous le nom d'amplification isotherme à médiation par boucle, ou LAMPE, qui est plus portable et mieux adapté à une utilisation sur le terrain.
La plate-forme d'origami utilise une imprimante disponible dans le commerce pour enduire le papier de motifs fabriqués à partir de cire résistante à l'eau, qui est ensuite fondu sur une plaque chauffante, coller la cire sur le papier.
Un échantillon de sang prélevé sur un patient par piqûre au doigt est placé dans un canal dans la cire, puis le papier est plié, diriger l'échantillon dans un canal étroit, puis dans trois petites chambres que la machine LAMP utilise pour tester l'ADN des échantillons à la recherche de preuves de Plasmodium falciparum, l'espèce parasite transmise par les moustiques qui cause le paludisme. Le test peut être effectué sur place en moins de 50 minutes.
Le professeur Jonathan Cooper de la School of Engineering de l'Université de Glasgow est l'auteur principal de l'article. Il a déclaré :« Nous avons testé notre approche avec des volontaires de deux écoles primaires des districts de Mayuge et d'Apac en Ouganda. Nous avons prélevé des échantillons sur 67 écoliers, sous approbation éthique stricte, et a effectué des tests de diagnostic sur le terrain en utilisant des techniques de microscopie optique, la méthode de référence dans ces milieux à faibles ressources, une procédure commerciale de diagnostic rapide connue sous le nom de test de flux latéral et notre approche LAMP. Nous avons également effectué la PCR à Glasgow, sur des échantillons prélevés sur le terrain.
"Notre approche diagnostique a correctement diagnostiqué le paludisme dans 98% des échantillons infectés que nous avons testés, nettement plus sensible que les tests de microscopie et de flux latéral, qui ont livré 86 % et 83 % respectivement.
« C'est un résultat très encourageant qui suggère que nos diagnostics LAMP sur papier pourraient aider à fournir de meilleurs résultats, plus rapide, des tests plus efficaces pour les infections palustres dans les zones actuellement mal desservies par les techniques de diagnostic disponibles. »
Le Dr Julien Reboud de la School of Engineering de l'Université de Glasgow a joué un rôle clé dans le développement de la nouvelle technique de diagnostic.
Le Dr Reboud a déclaré :« Ce sont des environnements difficiles pour tout test de ce type, sans accès aux types de réfrigération, l'équipement spécial et la formation que nécessitent les procédures de diagnostic plus traditionnelles, il est donc très encourageant que les techniques de diagnostic que nous avons développées se soient avérées si sensibles et fiables.
« Avec les infections paludéennes en augmentation dans 13 pays touchés, selon un rapport de l'Organisation mondiale de la santé publié l'année dernière, il est vital que les nouvelles formes de diagnostic atteignent les personnes qui en ont besoin, et nous nous engageons à développer davantage notre approche des diagnostics LAMP sur papier après cette étude encourageante."