Les virus respiratoires sont facilement transmissibles et peuvent se propager rapidement, constituant une menace majeure pour la santé publique. Ainsi, des méthodes améliorées de détection virale sont nécessaires pour prévenir de futures flambées de maladies. Crédit :Arek Socha de Pixabay
Les maladies respiratoires virales sont facilement transmissibles et peuvent se propager rapidement à travers le monde, causant des dégâts importants. La pandémie actuelle de COVID-19 en témoigne. Dans le passé aussi, d'autres virus ont provoqué des épidémies massives de maladies respiratoires :par exemple, un sous-type du virus de la grippe, le virus H1N1 de type A, était responsable de la grippe espagnole et des épidémies de grippe porcine. Ainsi, prévenir de telles crises sanitaires à l'avenir, un diagnostic rapide et précis de ces virus est crucial. C'est exactement ce vers quoi des chercheurs coréens ont tenté de travailler, dans leur toute nouvelle étude.
Depuis plusieurs décennies maintenant, Les tests basés sur la réaction en chaîne par polymérase (PCR) ont été la référence absolue pour la détection des virus de la grippe. Et bien que ces tests soient très sensibles, ils peuvent nécessiter des réactifs coûteux et des protocoles compliqués. Une alternative potentiellement meilleure peut être la "diffusion Raman améliorée en surface" (SERS). Les tests basés sur SERS fonctionnent en déposant un échantillon liquide sur un matériau de substrat avec une surface de métal noble nanostructurée. Les particules virales des échantillons sont détectées lorsqu'elles s'hybrident avec des "aptamères" liés au substrat, " molécules qui peuvent se lier à des molécules cibles spécifiques. Cette liaison est détectée visuellement comme un changement dans " l'intensité du signal, " qui diminue à mesure que la charge virale augmente en raison de changements de conformation sur le substrat. Cependant, un inconvénient majeur de ces tests est la mauvaise reproductibilité des signaux provenant de jonctions chaudes hétérogènes (régions denses en électrons qui contribuent aux signaux).
Pour tenter de surmonter ce défi, les chercheurs susmentionnés de l'Université de Chung-Ang et de l'Institut coréen des sciences des matériaux, dirigé par le professeur Jaebum Choo, conçu un nouveau substrat plasmonique 3-D « nano-popcorn ». Parlant de l'importance de leur étude publiée dans Biocapteurs et bioélectronique , Le professeur Choo dit, "Maladie infectieuse, causée par la grippe respiratoire, SRAS, MER, et les virus du SRAS-2, peuvent se propager périodiquement et constituent une menace pour la santé mondiale. Notre approche d'aptasensor basée sur SERS fournit une nouvelle plate-forme de diagnostic pour les maladies infectieuses respiratoires à l'avenir. »
Dans leur conception, les scientifiques ont appliqué successivement deux couches de particules d'or sur un substrat polymère en utilisant l'évaporation thermique. Les deux couches ont été séparées par traitement avec un composé appelé « perfluorodécanethiol :(PFDT). La différence d'énergie entre le PFDT et la couche d'or était ce qui a provoqué la diffusion des ions d'or à la surface, formant des nanoparticules qui apparaissent comme des « popcorns » uniformément espacés. Cet arrangement a renforcé collectivement l'intensité du signal qui a été produit, en générant plusieurs « points chauds » sur le substrat.
Les scientifiques ont ensuite évalué les performances du test en utilisant différentes concentrations du virus H1N1. Ils ont réussi à détecter différentes charges virales en seulement 20 minutes et à partir d'un volume minute de 3 L (3 microlitres :un 1000 e partie de 3 ml). De plus, le système pourrait également classer différentes souches de virus grippaux avec précision et détecter les virus H1N1 à une sensibilité trois fois supérieure à celle des tests ELISA utilisés en routine. Pas seulement ça, le dosage s'est avéré hautement reproductible. Satisfait des résultats, Le professeur Choo déclare, « Notre système de dosage a permis l'analyse ultrasensible et fiable du virus de la grippe. Une telle méthode permettrait un diagnostic à un stade précoce, faciliter la mise en route du traitement antiviral, et assurer la surveillance des infections, en particulier pour les personnes à haut risque de complications liées au virus. »
En réalité, l'équipe est convaincue que leurs conclusions peuvent, un jour, être utilisé pour lutter contre la pandémie actuelle. Le professeur Choo dit :« Nous développons actuellement un aptacapteur basé sur le SERS pour le diagnostic rapide du coronavirus à partir d'échantillons respiratoires humains. Nous développons également une nouvelle approche de diagnostic pour différencier les virus de la grippe A et les coronavirus.
Avec un peu de chance, le nouveau test "nano-pop-corn" peut aider à lutter contre de nombreuses crises sanitaires majeures à l'avenir.