Une puce électronique détecte les lacunes de vaccination
Une nouvelle micropuce teste en parallèle les anticorps contre le coronavirus, la rougeole, la diphtérie et le tétanos - avec une seule goutte de sang
Des scientifiques du campus de recherche InfectoGnostics d'Iéna ont développé un nouveau microarray qui permet de détecter des anticorps contre les agents infectieux les plus divers. Avec une seule goutte de sang du patient, il est ainsi possible de tester si le système immunitaire a réagi à une vaccination ou s'il existe une immunité médiée par les anticorps après une infection. Les partenaires du campus Leibniz-Institut für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), fzmb GmbH, Virion\Serion GmbH ainsi que la clinique universitaire de Jena (UKJ) ont coopéré pour le développement et la validation du test. Les résultats ont été publiés dans la revue spécialisée "Scientific Reports" et sont accessibles gratuitement (DOI : 10.1038/s41598-022-10823-7).
Photo by CDC on Unsplash
Pour se défendre contre les maladies infectieuses et les substances étrangères, le système immunitaire de l'homme produit des protéines spéciales contre l'agent pathogène - appelées anticorps. Toutefois, ces anticorps ne sont pas dirigés contre l'ensemble de l'agent pathogène, mais se lient toujours, selon le principe de la clé et de la serrure, à des structures moléculaires bien précises de l'intrus, également appelées "antigènes". Dans le cadre du projet RESISTOVAC, les scientifiques d'InfectoGnostics ont développé une plateforme de test permettant d'appliquer des dizaines de ces antigènes. Avec une seule goutte de sang du patient, il est ainsi possible de tester en parallèle plusieurs anticorps contre des maladies infectieuses courantes et nouvelles.
Lors du développement, l'accent a d'abord été mis sur un screening précis de la réaction immunitaire au coronavirus. Pour cela, on a utilisé ce qu'on appelle un microarray de protéines : Il s'agit d'une puce de quelques millimètres sur laquelle différents antigènes sont déposés et liés en tant que molécules de capture. Si l'on met en contact les anticorps du sang du patient avec les antigènes correspondants sur la puce, les champs de test correspondants se colorent sur le microarray grâce à une méthode spécialement développée - un anticorps recherché doit donc être présent dans le sang.
Afin de valider la fiabilité de cette détection, les chercheurs d'InfectoGnostics ont appliqué différents antigènes du SRAS-CoV-2 sur le microarray et les ont testés contre des échantillons réels de patients Covid-19 de Thuringe : "Nous voulions ainsi détecter les anticorps IgG formés relativement tard - une sorte de mémoire à long terme du système immunitaire contre les composants d'un agent pathogène. Pour les détecter, nous avons utilisé 18 combinaisons d'antigènes du virus Corona comme molécules de capture", explique Sindy Burgold-Voigt, premier auteur de l'étude et doctorante à Leibniz-IPHT.
Coopération de plusieurs partenaires du campus de recherche InfectoGnostics
Le microarray a été conçu par les scientifiques de Leibniz-IPHT du groupe de travail "Diagnostic opto-moléculaire et technologie des systèmes" sous la direction du professeur Ralf Ehricht, en collaboration avec les développeurs de fzmb GmbH de Bad Langensalza. Le microarray a finalement été fabriqué sur la base du système "inter-array" de fzmb GmbH. Un autre partenaire d'InfectoGnostics, Virion\Serion GmbH, a en outre mis à disposition des antigènes pour Corona et d'autres agents pathogènes.
Pour le référencement des antigènes et la validation du test, la clinique universitaire d'Iéna a fourni des échantillons de biobanque et des données de son étude Corona "CoNAN" menée en 2020 à Neustadt am Rennsteig. Le village du nord de la Thuringe a été entièrement mis en quarantaine au début de la pandémie et les chercheurs de l'UKJ l'ont systématiquement recensé dans le cadre d'une étude épidémiologique.
Les systèmes immunitaires réagissent de manière extrêmement individuelle aux coronavirus
Dans leur évaluation, les scientifiques ont constaté que la réponse immunitaire était très différente d'un individu à l'autre : certains patients avaient par exemple développé des anticorps uniquement contre une protéine enveloppant le patrimoine génétique du virus - la nucléocapside. D'autres patients avaient en revanche des anticorps contre la protéine spike - les structures pointues avec lesquelles le virus s'attache aux cellules humaines. D'autres encore avaient les anticorps adéquats contre les deux antigènes corona.
La combinaison judicieuse de différents antigènes sur un seul test peut ainsi être d'une grande importance pour la compréhension de la défense immunitaire par anticorps et le travail sur de nouveaux vaccins, explique Sindy Burgold-Voigt : "Pour le développement ultérieur et les analyses d'efficacité des vaccins, il est extrêmement important que la recherche dispose d'un outil de diagnostic qui permette d'obtenir un aperçu rapide de la réaction immunitaire".
Un microarray pour tous les vaccins STIKO pourrait donner des indications sur les lacunes de la vaccination
En plus de différentes structures de surface du coronavirus, trois antigènes des agents pathogènes de la dipthérie, de la rougeole et du tétanos, auxquels les personnes vaccinées réagissent typiquement, ont également été placés sur le test. Là aussi, une réaction correspondante des anticorps a pu être démontrée avec succès chez les personnes vaccinées. "Nous avons ainsi pu montrer que nous pouvions étendre le test de manière flexible et détecter différents anticorps dans le sang du patient au cours d'un seul test. À l'avenir, il serait donc possible de constituer un microarray pour tous les vaccins recommandés par la STIKO, qui permettrait de dépister rapidement et à moindre coût d'éventuelles lacunes dans la vaccination", explique Sindy Burgold-Voigt.
Le développement du test a été soutenu par le ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche dans le cadre du projet pilote InfectoGnostics RESISTOVAC, qui vise à développer des tests POC pour déterminer le statut immunitaire et les facteurs de résistance bactérienne. En outre, l'étude a été subventionnée par l'État libre de Thuringe et cofinancée par des fonds de l'Union européenne dans le cadre du Fonds social européen (FSE).
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
Publication originale
Burgold-Voigt S, Müller E, Zopf D, Monecke S, Braun SD, Frankenfeld K, Kiehntopf M, Weis S, Schumacher T, Pletz MW, Ehricht R; CoNAN Study Group. Development of a new antigen-based microarray platform for screening and detection of human IgG antibodies against SARS-CoV-2. Sci Rep. 2022 May 16;12(1):8067.
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