Lorsqu'il est attaché à l'électronique de support, le capteur peut transmettre sans fil des données au téléphone portable de l'utilisateur via Bluetooth. Crédit :Caltech
Une caractéristique du virus COVID-19 qui le rend si difficile à contenir est qu'il peut être facilement transmis à d'autres par une personne qui n'a encore montré aucun signe d'infection. Le porteur du virus peut se sentir parfaitement bien et vaquer à ses occupations quotidiennes :emmener le virus avec lui au travail, au domicile d'un membre de la famille, ou à des rassemblements publics.
Un élément crucial de l'effort mondial pour endiguer la propagation de la pandémie, donc, est le développement de tests permettant d'identifier rapidement les infections chez les personnes qui ne sont pas encore symptomatiques.
Maintenant, Les chercheurs de Caltech ont développé un nouveau type de test multiplexé (un test qui combine plusieurs types de données) avec un capteur à faible coût qui peut permettre le diagnostic à domicile d'une infection COVID grâce à une analyse rapide de petits volumes de salive ou de sang, sans l'intervention d'un professionnel de la santé, en moins de 10 minutes.
La recherche a été menée dans le laboratoire de Wei Gao, professeur adjoint au département de génie médical Andrew et Peggy Cherng. Auparavant, Gao et son équipe ont développé des capteurs sans fil qui peuvent surveiller des conditions telles que la goutte, ainsi que les niveaux de stress, grâce à la détection de niveaux extrêmement faibles de composés spécifiques dans le sang, salive, ou transpirer.
Les capteurs de Gao sont en graphène, une forme de feuille de carbone. Une feuille de plastique gravée au laser génère une structure de graphène 3D avec de minuscules pores. Ces pores créent une grande surface sur le capteur, ce qui le rend suffisamment sensible pour détecter, avec une grande précision, composés qui ne sont présents qu'en très petites quantités. Dans ce capteur, les structures de graphène sont couplées à des anticorps, molécules du système immunitaire sensibles à des protéines spécifiques, comme ceux à la surface d'un virus COVID, par exemple.
L'élément du capteur est créé à partir de plastique mince gravé au laser. Crédit :Caltech
Les versions précédentes du capteur étaient imprégnées d'anticorps contre l'hormone cortisol, qui est associé au stress, et acide urique, qui, à des concentrations élevées, provoque la goutte. La nouvelle version du capteur, que Gao a nommé SARS-CoV-2 RapidPlex, contient des anticorps et des protéines qui lui permettent de détecter la présence du virus lui-même; les anticorps créés par le corps pour combattre le virus; et des marqueurs chimiques de l'inflammation, qui indiquent la gravité de l'infection au COVID-19.
"C'est la seule plate-forme de télémédecine que j'ai vue qui peut donner des informations sur l'infection dans trois types de données avec un seul capteur, " dit Gao. " En quelques minutes seulement, on peut vérifier simultanément ces niveaux, ainsi nous obtenons une image complète de l'infection, y compris l'infection précoce, immunité, et la sévérité."
Les technologies de test COVID établies prennent généralement des heures, voire des jours, pour produire des résultats. Ces technologies nécessitent également des équipement compliqué, alors que le système de Gao est simple et compact.
Jusque là, l'appareil n'a été testé qu'en laboratoire avec un petit nombre d'échantillons de sang et de salive obtenus à des fins de recherche médicale auprès de personnes testées positives ou négatives pour COVID-19. Bien que les résultats préliminaires indiquent que le capteur est très précis, un test à plus grande échelle avec des patients du monde réel plutôt que des échantillons de laboratoire doit être effectué, Gao met en garde, pour déterminer définitivement son exactitude.
Un rendu d'artiste montrant comment le capteur contient des zones qui détectent chacune un indicateur différent d'une infection au COVID-19. Crédit :Caltech
L'étude pilote étant maintenant terminée, Gao prévoit ensuite de tester la durée de vie des capteurs avec une utilisation régulière, et de commencer à les tester avec des patients COVID-19 hospitalisés. Après des tests à l'hôpital, il aimerait étudier la pertinence des tests pour une utilisation à domicile. Suite à des tests, l'appareil devra recevoir une approbation réglementaire avant d'être disponible pour une utilisation généralisée à la maison.
"Notre objectif ultime est vraiment l'utilisation à domicile, " dit-il. " L'année suivante, nous prévoyons de les envoyer par la poste aux personnes à haut risque pour des tests à domicile. Et à l'avenir, cette plate-forme pourrait être modifiée pour d'autres types de tests de maladies infectieuses à domicile. »
L'article décrivant la recherche, titré, "SARS-CoV-2 RapidPlex :une plate-forme de télémédecine multiplexée à base de graphène pour le diagnostic et la surveillance rapides et à faible coût du COVID-19, " a été publié en ligne et paraîtra dans le numéro de décembre de la revue Question .
