Des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont produit des fragments de gènes synthétiques à partir du SRAS-CoV-2, le virus qui cause le COVID-19. Ce materiel, qui est non infectieux et sûr à manipuler, peut aider les fabricants à produire des tests de diagnostic plus précis et plus fiables pour la maladie.

Les tests pour une infection active, par opposition aux tests d'anticorps qui indiquent une infection passée, fonctionnent en détectant les gènes du virus sur un écouvillon nasal. Mais un résultat négatif ne signifie pas nécessairement qu'une personne est indemne de maladie. Il se peut que la quantité de virus soit trop faible pour que le test puisse le détecter, ce qui est surtout possible pendant les premiers jours après avoir attrapé le virus.

« Le fait de disposer de meilleures données sur la sensibilité des tests nous aidera à comprendre à quelle fréquence les tests de COVID-19 produisent un résultat négatif pour les personnes réellement infectées, ", a déclaré Megan Cleveland, chercheuse au NIST.

Pour vous aider, Cleveland et ses collègues du NIST ont produit des fragments synthétiques des gènes du virus, qui sont écrits en ARN, une molécule qui code l'information un peu comme l'ADN.

La synthèse d'ARN n'est ni nouvelle ni révolutionnaire. Ce qui rend ce matériau remarquable, c'est que les scientifiques du NIST ont mesuré très soigneusement le nombre de fragments dans chaque flacon qu'ils expédient.

En utilisant ce matériel, les chercheurs peuvent mesurer la sensibilité en effectuant des tests sur des quantités connues d'ARN viral. Ils peuvent également l'utiliser pour développer des tests plus sensibles ou de nouveaux types de tests plus rapides ou plus faciles à administrer.

Le génome du SARS-CoV-2 est d'environ 30, 000 paires de bases de long. Les fragments d'ARN synthétique du NIST sont chacun environ 4, 000 paires de bases de long, comme indiqué ici :

Les chercheurs du NIST ont choisi de synthétiser ces fragments particuliers car ils contiennent les séquences d'ARN ciblées par un grand nombre de tests de diagnostic, y compris ceux conçus par le CDC.

Ces fragments d'ARN sont distribués par le NIST dans de petits flacons emballés dans de la neige carbonique, avec une fiche technique qui répertorie la concentration des fragments dans la solution. La solution contient environ 1 million d'exemplaires par microlitre, ou un millionième de litre (une goutte d'eau contient environ 20 microlitres). Le NIST a mesuré cette concentration plusieurs fois en utilisant une technique appelée PCR numérique, ou dPCR, qui compte le nombre de fragments d'ADN individuels dans un volume de liquide.

Les chercheurs peuvent utiliser les fragments d'ARN du NIST pour mesurer la sensibilité des tests de coronavirus. Pour faire ça, ils utiliseraient la solution concentrée du NIST pour créer une série d'échantillons de plus en plus dilués. Ils passeraient ensuite chacune de ces dilutions à travers leur test pour trouver la plus faible concentration de fragments d'ARN qui produit toujours un résultat positif.

En plus de mesurer la sensibilité, les chercheurs pourraient également utiliser l'ARN synthétique du NIST pour développer des tests plus sensibles ou de nouveaux types de tests. Par exemple, des recherches récentes ont montré qu'il pourrait être possible de suivre la propagation du COVID-19 dans une ville en testant les eaux usées municipales. Le matériel du NIST pourrait aider les chercheurs à s'assurer qu'ils peuvent détecter de manière fiable de très faibles concentrations de virus dans des millions de gallons d'eaux usées.

Le NIST publie cet ARN synthétique en tant que "matériel de test de qualité recherche, " bien que les scientifiques du NIST prévoient de le développer davantage dans le type de matériau de référence standard (SRM) pour lequel le NIST est connu. Le NIST fournit ce matériau sans frais aux chercheurs, fabricants d'essais et laboratoires d'essais. Les informations techniques et les instructions pour demander le matériel sont disponibles sur le site Web du NIST.

Les sociétés d'approvisionnement en génétique synthétisent également des parties de l'ARN du virus, mais ce qui distingue le matériel du NIST, c'est la quantité de données qui l'accompagne. Des informations détaillées sur la façon dont les scientifiques du NIST ont synthétisé les fragments et mesuré leur concentration sont disponibles dans une feuille d'orientation en ligne. Information additionnelle, y compris les données brutes et les analyses statistiques des mesures de concentration, est disponible sur un site GitHub. Le NIST fournit ces données dans le cadre de sa mission, en tant que laboratoire de mesure du pays, faire progresser la science de la mesure.

« La mesure de la sensibilité est une partie importante du développement des tests, " dit Pierre Vallone, le chercheur du NIST qui a supervisé le développement du nouveau matériau. "Et nous voulons nous assurer que les gens disposent du matériel et des informations dont ils ont besoin pour effectuer les mesures les plus précises possibles."