Nouveau nanoswitch ADN pour détecter rapidement le COVID-19

Un nouveau virus appelé SARS-CoV-2 a provoqué une épidémie mondiale d'une maladie connue sous le nom de COVID-19. Pendant les trois premières années de cette pandémie, il y a eu plus de 600 millions de cas et environ 6,7 millions de décès. La pandémie a mis en lumière le besoin urgent de méthodes rapides et économiques pour tester le virus, surtout pour de grands groupes de personnes et pour des tests répétés.

La méthode standard pour détecter le virus dans des échantillons cliniques est la RT-qPCR, qui prend quelques heures à réaliser. Cependant, le temps pour obtenir les résultats peut souvent prendre plusieurs jours car des labos spéciaux sont nécessaires pour traiter ces tests. Ce délai peut amener les gens à propager le virus avant même de savoir qu'ils sont infectés. Les tests antigéniques sont une autre option. Ils peuvent détecter des parties du virus plus rapidement et à moindre coût, mais ils ne sont pas aussi sensibles et peuvent manquer des infections quelques jours après le début des symptômes.

À différents moments durant la pandémie, le besoin de tests à grande échelle a mis à rude épreuve les fournitures et a conduit à des pénuries des matériaux nécessaires pour les tests en laboratoire. Cela a rendu difficile le contrôle de la propagation du virus. L'accent a été mis sur la création de nouveaux tests qui non seulement fournissent des résultats rapides, mais qui sont aussi faciles et bon marché à utiliser par des non-spécialistes en dehors des labos.

#Défis avec les Méthodes de Test Actuelles

Les méthodes de test actuelles pour la COVID-19 ont leurs défis. Les tests RT-qPCR standards, bien que fiables, nécessitent beaucoup de ressources et des environnements spécialisés. Au fur et à mesure que la pandémie avançait, le besoin de tests plus rapides est devenu plus évident. Beaucoup de nouveaux types de tests ont été développés, certains utilisant des méthodes avancées comme CRISPR ou d'autres techniques d'amplification. Certains tests impliquent la nanotechnologie pour détecter le virus, s'appuyant sur de minuscules particules et des techniques moléculaires.

Cependant, beaucoup de ces nouvelles méthodes dépendent encore de procédures complexes et de matériaux, ce qui ajoute aux coûts et aux problèmes logistiques. Quelques méthodes ont été créées pour détecter l'ARN viral sans nécessiter d'enzymes, ce qui pourrait réduire certains de ces problèmes. Une approche prometteuse implique d'utiliser la technologie ADN pour créer de petits objets faits d'ADN, facilitant ainsi la Détection.

#Nanoswitch ADN : Une Nouvelle Approche

Le nanoswitch ADN est basé sur l'idée de l'origami ADN, où un long brin d'ADN est plié en formes spécifiques à l'aide de brins plus courts. Dans ce cas, un long brin d'ADN est créé pour former une structure simple qui change de forme lorsqu'elle se lie à une séquence virale cible. Ce changement peut être facilement vu en utilisant des colorants ADN communs sur un gel, montrant des mouvements différents selon sa forme.

Ce processus ne nécessite pas d'outils complexes ni d'étapes supplémentaires et donne un signal fort pour la détection en raison de la longueur de l'ADN utilisé. Le nanoswitch a déjà été testé auparavant pour détecter d'autres types d'ARN, de protéines et d'enzymes.

#Détection de l'ARN SARS-CoV-2

Le nanoswitch est conçu pour répondre à des parties spécifiques du virus SARS-CoV-2. Les tests ont confirmé que le nanoswitch peut reconnaître ces fragments viraux. Un défi important était d'obtenir des résultats rapides, surtout pour de faibles concentrations du virus.

Au début, les tests à température ambiante prenaient presque deux heures pour montrer des résultats. En ajoutant du magnésium, connu pour aider les brins d'ADN à se lier ensemble, les temps de test se sont significativement améliorés. De plus, tester à des températures plus élevées a permis d'obtenir des résultats encore plus rapides, conduisant à des temps de détection de moins de deux minutes.

Typiquement, les tests pour les virus s'attendent à ce que la concentration du virus soit inférieure à celle du nanoswitch. Les tests ont montré que le taux de réaction s'améliorait avec des quantités plus élevées du nanoswitch. Les conditions de test ont été optimisées pour permettre des résultats plus rapides, réduisant le temps nécessaire pour faire fonctionner le gel et visualiser les résultats de presque une heure à juste quelques minutes.

#Amélioration de la Sensibilité

Pour améliorer la capacité à détecter le virus, davantage de fragments de l'ARN viral ont été ciblés. En ciblant plusieurs régions, les tests pouvaient capter plus de signaux à partir de moins de particules virales. Cette approche a permis une méthode de détection plus sensible, élargissant le nombre de fragments reconnus par le nanoswitch.

Le signal de détection augmentait à mesure que plus de régions cibles étaient incluses, permettant de meilleurs résultats globaux. Cette méthode pourrait potentiellement gérer de nombreux cibles simultanément, ce qui est essentiel vu la longueur des ARN viraux.

Les chercheurs ont créé des designs de nanoswitch capables de cibler différentes zones du génome du virus. L'efficacité de ces designs a été testée contre diverses séquences cibles, montrant que le design multiswitch augmentait avec succès les signaux de détection.

#Tester l'ARN Fragmenté

Pour tester la nouvelle approche de détection, l'ARN du virus SARS-CoV-2 a été fragmenté en morceaux plus petits. Différentes méthodes pour fragmenter l'ARN ont été explorées pour trouver la meilleure. Une solution maison avec les bonnes conditions a été trouvée pour créer efficacement de plus petits morceaux d'ARN adaptés à la détection.

Une fois les conditions optimales établies, la capacité à détecter l'ARN fragmenté a été évaluée. Les résultats ont montré que le système de nanoswitch modifié a réussi à détecter l'ARN, confirmant sa flexibilité et son efficacité. Cette méthode a démontré que même lorsque l'ARN est brisé en plus petits fragments, le processus de détection reste fiable.

#Aborder les Variants

Tout au long de la pandémie, différents variants du virus ont émergé, ce qui change parfois la fiabilité des tests. Pour s'assurer que la nouvelle méthode de détection fonctionne pour ces variants, des tests ont été réalisés en utilisant l'ARN de diverses souches, y compris la souche originale et plusieurs variants dominants.

Le système nanoswitch était capable de détecter tous ces variants de manière égale, prouvant sa robustesse face aux changements dans la structure génétique du virus. C'est un avantage par rapport à certaines méthodes existantes, qui peinent avec certaines mutations.

#Utiliser des Échantillons Cliniques

L'efficacité du nanoswitch ADN a été testée avec de vrais échantillons cliniques. Des échantillons de personnes ayant précédemment été confirmées positives ou négatives pour la COVID-19 ont été utilisés pour évaluer les performances. Les résultats ont montré que l'approche du nanoswitch pouvait identifier certains cas positifs tout en identifiant correctement les négatifs.

#Conclusion

En résumé, le nanoswitch ADN offre une nouvelle façon de détecter l'ARN SARS-CoV-2 directement sans avoir besoin d'enzymes, qui peuvent être coûteuses et complexes. Cette méthode est assez sensible pour identifier rapidement les cas positifs et est assez flexible pour s'adapter à de nouveaux variants et maladies.

Globalement, l'approche offre une option de test rapide et économique qui pourrait être bénéfique pour des tests fréquents à domicile ou une surveillance de santé publique plus large. La simplicité et le faible coût du système nanoswitch pourraient aider à surmonter les défis rencontrés durant la pandémie, démontrant son potentiel pour les besoins de diagnostic futurs.