Une nouvelle technologie peut diagnostiquer les infections en quelques minutes

L’idée de visiter le cabinet du médecin avec les symptômes d’une maladie et de repartir avec un diagnostic scientifiquement confirmé est beaucoup plus proche de la réalité en raison de la nouvelle technologie développée par des chercheurs de l’Université McMaster.

Des chercheurs en ingénierie, en biochimie et en médecine de tout le campus ont combiné leurs compétences pour créer un test rapide portable pour les infections bactériennes qui peut produire des résultats précis et fiables en moins d’une heure, éliminant ainsi le besoin d’envoyer des échantillons à un laboratoire.

Leur recherche de preuve de concept, publiée aujourd’hui dans la revue Chimie de la nature, décrit spécifiquement l’efficacité du test dans le diagnostic des infections des voies urinaires à partir d’échantillons cliniques réels. Les chercheurs adaptent le test pour détecter d’autres formes de bactéries et pour le diagnostic rapide des virus, y compris COVID-19. Ils prévoient également de tester sa viabilité pour détecter des marqueurs du cancer.

« Cela va signifier que les patients peuvent obtenir un meilleur traitement, des résultats plus rapides et éviter de graves complications. Cela peut également éviter l’utilisation inutile d’antibiotiques, ce qui peut nous faire gagner du temps dans la lutte contre la résistance aux antimicrobiens », explique Leyla Soleymani, la co-auteur de l’article et professeur agrégé de génie physique.

« Cela donnera aux médecins la science nécessaire pour soutenir ce qu’ils soupçonnent déjà sur la base de leurs compétences et de leur expérience », a déclaré l’auteur co-correspondant Yingfu Li, professeur de biochimie et de sciences biomédicales.

La nouvelle technologie basée sur l’ADN utilise un appareil portable similaire à un moniteur de glycémie. Une micropuce analyse une gouttelette de fluide corporel comme le sang, l’urine ou la salive, à l’aide de molécules capables de détecter la signature protéique spécifique d’une infection. L’appareil, de la taille d’une clé USB, se branche sur un smartphone, qui affiche le résultat.

L’invention combine la technologie d’ingénierie électrochimique développée par Soleymani et son équipe avec la technologie biochimique développée par Li et son collègue Dingran Chang. Ils ont travaillé avec le clinicien en maladies infectieuses Marek Smeija, professeur de médecine qui a fourni des échantillons de vrais patients, et avec Todd Hoare, professeur de génie chimique.

« En tant que scientifiques, nous voulons permettre des choses », déclare Li, « Nous connaissons différents principes scientifiques et techniques, et lorsque vous les mettez ensemble pour aider les gens, c’est un sentiment spécial. Avoir la chance d’avoir un impact sur la société est la raison pour laquelle nous font tous ce travail. »

La pratique existante nécessite généralement l’envoi d’échantillons aux laboratoires pour être cultivés, un processus qui peut prendre des jours. Fournir des résultats immédiats aux patients peut réduire la propagation des infections, améliorer la qualité de vie des patients et simplifier le travail des cliniciens occupés.

La nouvelle technologie peut distinguer les souches de la même bactérie qui peuvent être traitées avec des antibiotiques d’autres qui sont résistantes aux antibiotiques, une distinction essentielle qui peut aider à lutter contre le problème croissant de la résistance aux antimicrobiens, ou RAM.

« Les cliniciens ont identifié les retards dans les tests comme un problème qui devait être résolu », a déclaré Soleymani, titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les dispositifs biomédicaux miniaturisés. « Nous voulions construire un système qui pourrait donner autant d’informations que possible au médecin lors de la première visite du patient. »

Les chercheurs sont en train de tester une adaptation de la même technologie pour le virus qui cause COVID-19, en utilisant des échantillons d’une clinique de Hamilton.

« Cette technologie est très polyvalente et nous nous rapprochons de l’utilisation de la même technologie pour les tests COVID-19 », a déclaré Li, qui est également membre du Michael Groote Institute for Infectious Disease Research de McMaster.

Les chercheurs explorent les approbations réglementaires et les partenariats industriels pour généraliser la technologie le plus rapidement possible, non seulement au Canada, mais partout dans le monde, en particulier là où l’accès aux tests de laboratoire est limité ou inexistant.

« Je pense que cette technologie est une étape vers la démocratisation du diagnostic et de la gestion des maladies », déclare l’auteur principal Richa Pandey, chercheuse post-doctorale au laboratoire de Soleymani. « C’est une technologie qui peut aller n’importe où dans le monde où des tests sont nécessaires. »