Un nouvel outil de surveillance du COVID-19 pourrait un jour être sous votre nez. Des chercheurs de l'Université de Californie à San Diego développent une bandelette réactive à changement de couleur qui peut être collée sur un masque et utilisée pour détecter le SRAS-CoV-2 dans l'haleine ou la salive d'un utilisateur.

Le projet, qui a reçu 1,3 million de dollars des National Institutes of Health, vise à fournir simple, une surveillance abordable et fiable des infections à COVID-19 qui peut être effectuée quotidiennement et facilement mise en œuvre dans les milieux pauvres en ressources. Il fait partie du programme Rapid Acceleration of Diagnostics Radical (RADx-rad) du NIH pour le COVID-19.

"De plusieurs façons, les masques sont le capteur « portable » parfait pour notre monde actuel, " a déclaré Jesse Jokerst, professeur de nano-ingénierie à la UC San Diego Jacobs School of Engineering et chercheur principal principal du projet. "Nous prenons ce que beaucoup de gens portent déjà et les réutilisons, afin que nous puissions identifier rapidement et facilement de nouvelles infections et protéger les communautés vulnérables. »

L'équipe créera des bandelettes de test, ou des autocollants, qui peut être mis sur n'importe quel masque (N95, chirurgical ou en tissu). Ils seront conçus pour détecter la présence de molécules clivant les protéines, appelées protéases, qui sont produits à partir d'une infection par le virus SARS-CoV-2.

L'idée est que lorsque l'utilisateur respire à travers le masque, les particules, y compris les protéases du SRAS-CoV-2 si l'utilisateur est infecté, s'accumuleront dans la bandelette réactive. En fin de journée ou lors d'un changement de masque, l'utilisateur effectuera le test. La bandelette de test est équipée d'un blister que l'utilisateur va presser, libérant des nanoparticules qui changent de couleur en présence des protéases du SRAS-CoV-2. Une ligne de contrôle sur la bandelette de test montrera à quoi devrait ressembler un résultat positif. Cela reviendrait à vérifier les résultats d'un test de grossesse à domicile.

Jokerst note que les bandelettes ne sont pas destinées à remplacer les protocoles de test COVID-19 actuels.

"Considérez cela comme une approche de surveillance, comme si vous aviez un détecteur de fumée dans votre maison, " a-t-il dit. " Cela resterait en arrière-plan tous les jours et si cela se déclenchait, alors vous savez qu'il y a un problème et c'est à ce moment-là que vous l'examinerez avec des tests plus sophistiqués, "

Les bandelettes de test peuvent être facilement produites en masse via un traitement rouleau à rouleau. Cela réduirait les coûts à quelques centimes par bande. « Nous voulons que cela soit suffisamment abordable pour les tests quotidiens, " a déclaré Jokerst. Cela permettrait aux installations à haut risque telles que les foyers de groupe, prison, les cliniques de dialyse et les refuges pour sans-abri pour surveiller les nouvelles infections plus tôt et plus fréquemment afin de réduire la propagation, il a dit.

Jokerst s'associe à des chercheurs de la faculté de médecine de l'UC San Diego pour tester d'abord les bandelettes sur des échantillons de salive positifs au COVID-19, puis sur les patients et les travailleurs de la santé du système de santé des anciens combattants de San Diego.

Les co-chercheurs de l'équipe sont William Penny, professeur de médecine clinique, et cardiologue au VA San Diego Healthcare System, Louise Laurent, professeur d'obstétrique, gynécologie et sciences de la reproduction, et Rob Knight, professeur de pédiatrie, bio-ingénierie et informatique et ingénierie, et directeur du Center for Microbiome Innovation de l'UC San Diego.

Outil potentiel contre de futures épidémies

Cette technologie peut se traduire par de futures épidémies de coronavirus, dit Jokerst. "Les protéases que nous détectons ici sont les mêmes que celles présentes dans les infections par le virus original du SRAS à partir de 2003 ainsi que le virus MERS, il ne serait donc pas exagéré d'imaginer que nous pourrions encore bénéficier de ce travail plus tard si de futures pandémies émergeaient. »

Et même avec les efforts de vaccination en cours, cette approche de surveillance pourrait être déployée dans des régions du monde où les vaccins ne sont pas encore disponibles ou encore limités en distribution.

Approche de la science des matériaux pour la sécurité des masques

En plus de ce travail, Jokerst et son équipe, en collaboration avec Ying Shirley Meng, professeur de nano-ingénierie à l'UC San Diego, ont mené des recherches approfondies sur les masques pour répondre à une question brûlante qui a fait surface au début de la pandémie :les respirateurs N95 peuvent-ils être réutilisés en toute sécurité après avoir été désinfectés ?

La réponse, ils ont trouvé, est oui.

Depuis le début de la pandémie de COVID-19, les travailleurs de la santé sont confrontés à des pénuries d'équipements de protection individuelle. Des chercheurs et des centres médicaux à travers les États-Unis ont trouvé des moyens de décontaminer et de réutiliser les respirateurs N95 pour aider à assurer la sécurité des travailleurs de la santé tout en servant en première ligne. Jokerst, Meng et ses collègues voulaient explorer exactement dans quelle mesure les respirateurs sont sûrs et efficaces pour la réutilisation.

Un article détaillant ce travail a été publié dans Matériaux et interfaces appliqués ACS . Doctorat en science des matériaux de l'UC San Diego L'étudiant Wonjun Yim est le premier auteur de l'étude.

Les chercheurs de l'UC San Diego ont étudié les propriétés en science des matériaux des respirateurs N95 et KN95 avant et après la décontamination. Le processus impliquait de chauffer les respirateurs dans un four à 70 °C (158 °F) pendant 30 minutes à la fois, trois fois au total. Ils ont utilisé un appareil de filtration pour compter combien de particules dans l'air sont capturées par les respirateurs. Ils ont également examiné les fibres des respirateurs au microscope électronique.

L'équipe a découvert qu'après le traitement thermique, les respirateurs ont pu filtrer 90 pour cent des particules en suspension dans l'air, une petite baisse par rapport à leur cote initiale de 95. Ils n'ont également vu aucun changement dans la structure, densité ou largeur des fibres.

"Ces masques sont plus réutilisables qu'on ne le pense. C'est une bonne connaissance à avoir, à savoir que ceux-ci offrent encore une protection importante après avoir été chauffés plusieurs fois, " a déclaré Jokerst.

"Les gens en ce moment ne comprennent pas ce qui se passe quand vous respirez sur un morceau de tissu toute la journée, ", a-t-il déclaré. "Ces études jetteront les bases pour nous amener à réfléchir à la façon dont nous pouvons utiliser nos masques de manière plus sûre et plus intelligente."