Un détecteur portatif d’agents pathogènes permet de réagir rapidement aux maladies
De nombreux pays à faible revenu ne disposent pas des infrastructures nécessaires pour faire face aux flambées de maladies infectieuses: personnel formé au prélèvement d’échantillons, réseaux logistiques pour les acheminer vers les laboratoires et équipements capables d’identifier l’agent pathogène. Le projet ECLIPSE(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), soutenu par le Conseil européen de l’innovation(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), a été créé pour relever ce défi en mettant au point un prototype de détecteur portatif d’agents pathogènes, fiable et peu coûteux. «ECLIPSE a débuté au commencement de la pandémie de SARS-CoV-2, qui a mis en évidence le besoin urgent de disposer, partout dans le monde, d’outils de détection multipathogènes de nouvelle génération», explique Luca Prodi, coordinateur du projet. «Notre objectif est de produire un kit de référence pour l’identification des agents pathogènes, bien adapté au dépistage de masse, afin d’empêcher que de futures épidémies ne se transforment en une nouvelle pandémie.»
Faire la lumière sur les flambées épidémiques
La principale innovation de l’équipe d’ECLIPSE a consisté à surmonter deux difficultés. La première consistait à cibler avec une grande précision un agent pathogène ou son acide nucléique. Le projet a créé une sonde reposant sur un «test sandwich à base de phages», qui utilise la machinerie moléculaire de virus capables de se lier à la surface d’un agent pathogène donné. Pour accroître la précision, ce type de sonde utilise deux molécules différentes qui se lient à deux zones distinctes du microbe, formant ainsi un «sandwich» autour de la cible. La seconde difficulté consistait à générer un signal suffisamment puissant, même lorsque l’échantillon ne contenait qu’une faible quantité d’agent pathogène. Pour y parvenir, l’équipe a utilisé l’électrochimiluminescence (ECL), une technique de détection sensible fondée sur l’émission de lumière, complétée par des stratégies biotechnologiques amplifiant considérablement le signal. Lorsqu’un échantillon de sang, de salive ou d’urine est introduit dans la plateforme ECLIPSE, des microbilles magnétiques équipées de sondes virales se fixent à l’agent pathogène recherché. Des molécules indicatrices luminescentes se lient ensuite à cette cible. Un aimant attire les microbilles marquées vers une électrode, où une impulsion électrique déclenche l’émission de lumière par les indicateurs, dont l’intensité est proportionnelle à la quantité d’agent pathogène présente dans l’échantillon. «Les tests ECL conventionnels reposent généralement sur des anticorps ne portant que quelques marqueurs luminescents, tandis que nos systèmes à base de nanoparticules et de phages transportent des milliers d’unités luminescentes par échantillon, ce qui produit un signal détectable bien plus puissant. Par rapport aux techniques d’analyse reposant plus classiquement sur des anticorps, c’est comme passer d’une lampe à un lustre», explique Luca Prodi, professeur de chimie à l’université de Bologne(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), en Italie. Pour démontrer la polyvalence de la plateforme, celle-ci a été utilisée pour identifier trois agents pathogènes: le virus SARS-CoV-2, la bactérie Pseudomonas et le parasite protozoaire Leishmania. «Pour le virus SARS-CoV-2 comme pour la bactérie Pseudomonas, la plateforme a affiché des niveaux élevés de sensibilité et de spécificité. Toutefois, de nombreuses variables, telles que les fluctuations de la qualité des échantillons fournis par les fournisseurs, ont compromis la reproductibilité», souligne Luca Prodi. «La détection des parasites s’est révélée difficile, car ceux-ci doivent être recherchés à l’intérieur des cellules hôtes, ce qui nécessitera à l’avenir une approche plus ciblée, consistant par exemple à détecter les globules blancs infectés.»
Préparation aux pandémies
Alors que de nombreux experts avertissent que la question est de savoir quand, et non si, la prochaine pandémie surviendra, la preuve de concept d’ECLIPSE pourrait changer la donne en matière de dépistage et de suivi rapides et fiables des infections. «La plateforme est conçue pour pouvoir être adaptée à d’autres maladies, dont le cancer», ajoute Luca Prodi. «Elle peut également être utilisée en routine pour établir des diagnostics rapides, par exemple par les médecins généralistes, et éclairer les décisions thérapeutiques, notamment la prescription ou non d’antibiotiques.» Des brevets ayant déjà été déposés et une société dérivée(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ayant déjà été créée, différentes possibilités de commercialisation sont à l’étude. Celles-ci devraient dans un premier temps permettre l’introduction de la plateforme sur le marché vétérinaire, avant le développement d’applications destinées à l’être humain.
