Nouvelle méthode de détection des virus à ARN tels que le SRAS-CoV-2
Une méthodologie efficace et plus rapide que le test PCR
Des experts de l'Université de Barcelone, de l'Institut de chimie avancée de Catalogne (IQAC-CSIC), de l'Institut de microélectronique de Barcelone (IMB-CNM-CSIC) et de l'Institut des nanosciences et des matériaux d'Aragon (INMA) -un institut conjoint du CSIC et de l'Université de Saragosse- ont développé une nouvelle méthode de détection des virus à ARN basée sur la technologie des sondes à formation de triplex. Cette méthodologie innovante offre de nouvelles possibilités pour la détection de virus tels que le SRAS-CoV-2, le virus de la grippe A (H1N1) ou le virus respiratoire syncytial (VRS), un agent pathogène qui affecte les nouveau-nés et nécessite un diagnostic différentiel minutieux.
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Cette étude interdisciplinaire, publiée dans l'International Journal of Molecular Sciences, est dirigée par Carlos J. Ciudad et Verónica Noe, de la Faculté de pharmacie et des sciences alimentaires et de l'Institut des nanosciences et des nanotechnologies (IN2UB) de l'Université de Barcelone ; Ramón Eritja, Anna Aviñó, Lluïsa Vilaplana et M. Pilar Marco, de l'IQAC-CSIC et du CIBER de bioingénierie, biomatériaux et nanomédecine (CIBER-BBN) ; Manuel Gutiérrez, Antoni Baldi et César Fernández, de l'IMB-CNM-CSIC, et Valeria Grazu et Jesús Martínez, chercheurs du CSIC à l'Institut des nanosciences et des matériaux et de l'INMA d'Aragon (CSIC-UNIZAR) et du CIBER-BBN.
L'étude a été réalisée dans le cadre du projet PoC4CoV, dirigé par M. Pilar Marco et César Fernández et financé par la Plateforme de santé globale du CSIC (PTI). La recherche s'est poursuivie dans le cadre d'un projet financé par La Marató de TV3 2020 pour lutter contre le COVID-19, auquel participent également des experts de la faculté de chimie de l'UB.
Des épingles à cheveux polypurines pour capturer l'ARN viral
La nouvelle méthodologie repose sur la capacité des épingles à cheveux polypurines (PPRH) - conçues par le groupe de thérapie du cancer de l'UB - à capturer l'ARN viral et à former un triplex de haute affinité. Lorsque cette structure hybride est connectée à une sonde moléculaire et placée en contact avec l'échantillon du patient atteint, un signal de détection de l'agent viral est obtenu. La méthode présentée dans la publication scientifique est appelée "Triplex Enhanced Nucleic Acid Detection Assay" (TENADA).
"Les PPRH sont des épingles à cheveux d'ADN simple brin non modifiées, constituées de deux domaines spéculaires de polypurines antiparallèles. Ces domaines, reliés l'un à l'autre par une boucle de thymidine, sont liés par des liaisons intramoléculaires de type Hoogsteen inverse. Les épingles à cheveux moléculaires peuvent se lier spécifiquement aux séquences polypyrimidines de l'ADN simple brin (ADNs), de l'ADN double brin (ADNd) ou des virus à ARN par des liaisons Watson-Crick, formant ainsi un triplex antiparallèle", explique le professeur Carlos J. Ciudad, du département de biochimie et de physiologie de l'UB.
Une méthodologie efficace et plus rapide que le test PCR
Un avantage dans la détection de l'ARN viral est que la méthodologie PPRH peut être appliquée sans l'intervention de la transcriptase inverse - l'enzyme qui convertit l'ARN en ADN - ou du thermocycleur (l'appareil qui amplifie les échantillons de matériel génétique avec la réaction en chaîne par polymérase ou PCR). En outre, il présente une sensibilité et une spécificité équivalentes à celles du test PCR et peut fournir des résultats en moins d'une heure.
Dans le cadre de l'étude, l'équipe a utilisé la stratégie d'hybridation en sandwich dans plusieurs dispositifs de biodétection. Cette stratégie utilise deux oligonucléotides : une épingle à cheveux PPRH formant un triplex qui sert de sonde de capture et un oligonucléotide d'ADN formant un duplex marqué qui sert de sonde de détection.
"Les épingles à cheveux PPRH formant un triplex ont été conçues pour se lier aux séquences polypyrimidines du SRAS-CoV-2, tandis que les sondes de détection ont été conçues pour être complémentaires d'une région proche du site cible des polypyrimidines. Ainsi, la présence de l'ARN du SRAS-CoV-2 est détectée par la formation du complexe ternaire à la surface du biocapteur", explique le professeur Verónica Noé (UB-IN2UB).
Cette méthodologie a été mise en œuvre dans un dispositif électrochimique compact qui intègre une cellule électrochimique à deux électrodes sur une puce - fabriquée dans la salle blanche de micro et nanofabrication de l'IMB-CNM-CSIC - et un composant fluidique sur papier, ainsi que dans un système de flux latéral thermique mis en œuvre dans de la nitrocellulose et utilisant des nanoparticules plasmoniques et du papier thermique qui a été développé à l'INMA (CSIC-UNIZAR).
TENADA : applications dans la recherche biomédicale
Les PPRH sont décrits dans la littérature scientifique comme des outils de silençage génétique de plusieurs gènes principalement impliqués dans le cancer. En outre, ils ont également été incorporés comme sondes dans des biocapteurs pour la détection de petites molécules d'ARN (miRNA) afin de déterminer le statut de méthylation de l'ADN et pour le diagnostic de la pneumonie causée par le champignon Pneumocystis jirovecii.
Aujourd'hui, la nouvelle méthodologie TENADA s'avère efficace non seulement pour la détection de particules virales. La grande affinité des PPRH pour l'ARN viral est une propriété qui peut être appliquée pour inhiber le processus de réplication du virus. C'est pourquoi les propriétés antivirales des clips polypurins en épingle à cheveux CC1PPRH et CC2PPRH dans des cellules de la lignée VeroE6 infectées par des virions du SRAS-CoV-2 sont désormais également étudiées.
En outre, les travaux réalisés par les différents groupes impliqués ont également été à la base d'une technologie qui a été brevetée et licenciée en juillet 2022 grâce à la participation du Centre de brevets de l'UB, du CSIC et du CIBER-BBN. En outre, ce brevet a été concédé sous licence non exclusive à l'entreprise espagnole Nanoinmunotech par le biais de la gestion de la Fondation Bosch i Gimpera (FBG-UB) dans le processus de protection de la technologie et de l'accord de licence de l'entreprise.
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 Anglais peut être trouvé ici.
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