Covid, grossesse, crise cardiaque… vers une amélioration des tests

Depuis la pandémie du Covid-19, nous sommes tous devenus fam­i­liers avec les tests à flux latéral (LFA) — aus­si appelés tests antigéniques en lan­gage courant. Ce type de test peut, en principe, détecter la présence de n’importe quel antigène pro­téique dans les flu­ides du corps (urine, sang, salive,…) — pas seule­ment le SARS-CoV­‑2. Leur avan­tage par rap­port aux tests clas­siques réal­isés en lab­o­ra­toire d’analyse médi­cale (de type ELISA par exem­ple) réside dans le fait qu’ils sont rapi­des (15 min au lieu de plusieurs heures), peu coû­teux et que leur réal­i­sa­tion ne néces­site pas les équipements lourds des laboratoires. 

Ils sont donc utiles pour détecter de nom­breuses mal­adies, mais aus­si des change­ments dans le corps comme une grossesse, ou bien la présence d’une pro­téine dans sa nour­ri­t­ure qui causerait une intox­i­ca­tion ali­men­taire. Seule­ment, con­traire­ment aux tests ELISA, l’une des lim­i­ta­tions des tests LFA est qu’ils don­nent seule­ment une réponse qual­i­ta­tive. Pour un test de grossesse, par exem­ple, les résul­tats se lim­i­tent encore à du « oui/non » — soit vous êtes enceinte, soit vous ne l’êtes pas. Or, il existe de nom­breux cas où il serait utile de déter­min­er la quan­tité de la pro­téine recher­chée. Par exem­ple : « oui » vous êtes enceinte, mais depuis com­bi­en de semaines ? Ou bien, « oui » vous avez le Covid, mais avec quelle charge virale ?

Notre méth­ode peut être con­sid­érée comme 40 à 50x plus sen­si­ble que la traditionnelle.

Autre lim­i­ta­tion du test LFA : ils sont peu sen­si­bles. Dévelop­per des tests LFA quan­ti­tat­ifs et sen­si­bles exploserait les fron­tières des pos­si­bil­ités d’utilisation de ces tests. Ils pour­raient aller jusqu’à indi­quer la péri­ode depuis laque­lle la grossesse s’est enclenchée. Cette sen­si­bil­ité et cette pré­ci­sion per­me­t­traient aus­si à ce test de, par exem­ple, détecter la quan­tité de pro­téine cTnI naturelle­ment sécrétée avant un arrêt car­diaque. Cou­plé avec sa nou­velle acces­si­bil­ité, il pour­rait être effec­tué directe­ment dans l’ambulance, facil­i­tant la prise en charge du patient. 

Fan­ny Mousseau, chercheuse au Lab­o­ra­toire d’Optique et Bio­sciences à l’Institut Poly­tech­nique de Paris, tra­vaille sur le développe­ment de tests LFA basés sur une nou­velle tech­nolo­gie. Les tests LFA reposent sur l’utilisation d’anticorps de détec­tion qui s’accrochent aux pro­téines ciblées. « L’anticorps (~10 nm) doit être, dans ce type de tests, cou­plé à quelque chose de per­cep­ti­ble à l’œil nu, pré­cise la chercheuse, quelque chose de plus gros et de col­oré, d’où l’utilisation des nanopar­tic­ules d’or (~50 à 100 nm) dans les tests com­mer­ci­aux. La pre­mière étape de notre tra­vail était donc de trou­ver un sub­sti­tut ayant un sig­nal optique plus intense et quan­tifi­able. »

La nou­veauté : chang­er les nanopar­tic­ules d’or par des nanopar­tic­ules lumi­nes­centes. « En util­isant des nanopar­tic­ules lumi­nes­centes, nous avons réus­si à amélior­er la sen­si­bil­ité du test, et l’avons ren­du quan­ti­tatif et plus robuste. » Et après quelques recherch­es per­me­t­tant d’optimiser l’utilisation de ces nanopar­tic­ules, l’équipe du Lab­o­ra­toire parvient à en utilis­er 4x moins que les nanopar­tic­ules d’or, ce qui revient à utilis­er 120x moins d’anticorps de détec­tion et donc à réduire con­sid­érable­ment le coût d’un test. « En analysant à l’œil nu les LFA réal­isés avec nos nanopar­tic­ules, la con­cen­tra­tion de pro­téine la plus basse détectable est 5x à 10x plus faible, indique la chercheuse. En util­isant notre méth­ode d’analyse optique, faite à l’aide de l’application que nous avons dévelop­pée dans ce but, nous pou­vons détecter des con­cen­tra­tions encore 2 à 4x plus faibles. Avec les deux com­binés, notre méth­ode peut être con­sid­érée comme 40 à 50x plus sen­si­ble que la tra­di­tion­nelle. »

En plus de ce gain en sen­si­bil­ité, utilis­er des nanopar­tic­ules lumi­nes­centes per­met à ce test de devenir quan­ti­tatif, au lieu d’être qual­i­tatif comme celui avec des nanopar­tic­ules d’or. « Un test est con­sid­éré comme pré­cis si après trois répéti­tions, nous obtenons trois fois la même mesure, pré­cise Fan­ny Mousseau. Cepen­dant, en déter­mi­nant avec pré­ci­sion la quan­tité de pro­téines ciblées présentes dans le corps, nous pou­vons par exem­ple déter­min­er le stade d’une mal­adie et suiv­re son évo­lu­tion. »

L’équipe du Lab­o­ra­toire tra­vaille égale­ment sur le poten­tiel que cette méth­ode a sur le mul­ti­plex­age — pos­si­bil­ité de détecter plusieurs pro­téines en un seul test, et donc en une seule manip­u­la­tion. « Dans le cas de cer­taines patholo­gies, ce n’est pas l’évolution d’une seule pro­téine qui est intéres­sante, mais celle de plusieurs, pré­cise la chercheuse. Par exem­ple, l’endocan est un bio­mar­queur de l’inflammation. Cette pro­téine existe sous deux formes, “natives” et “clivées”, et con­naître les quan­tités respec­tives de ces deux formes peut per­me­t­tre de mieux définir le traite­ment de cer­taines patholo­gies pul­monaires. Pour con­clure sur le traite­ment le plus adap­té au patient en fonc­tion de ses autres comor­bid­ités, il est néces­saire d’observer la quan­tité d’endocan “natif”, et celle d’endocan “trans­for­més”. »

Nous arrivons, avec une pré­ci­sion de 30 %, à déter­min­er la présence de trois pro­téines dif­férentes en un test multiplexé.

Dévelop­per ce poten­tiel reste en cours : à l’heure actuelle l’équipe de chercheurs ne con­sid­ère pas cette méth­ode comme assez fiable con­cer­nant le mul­ti­plex­age. Les raisons de ce manque de fia­bil­ité sont pour autant con­nues, et sont dues au phénomène de réac­tiv­ité croisée. « Pour la détec­tion de deux pro­téines, il fau­dra deux sys­tèmes de détec­tion dis­tincts [un pour l’anticorps, un autre pour les nanopar­tic­ules], ce qui donne la pos­si­bil­ité d’une réac­tiv­ité dite croisée entre les dif­férents sys­tèmes ».

« Les tests mul­ti­plexés restent donc, jusqu’à présent, encore qual­i­tat­ifs. Cette année, j’ai dévelop­pé une courbe de cal­i­bra­tion inno­vante, qui prend en compte cette réac­tiv­ité croisée, pour essay­er de lire avec plus de pré­ci­sion les résul­tats d’un mul­ti­plex­age. Résul­tat, nous arrivons, avec une pré­ci­sion de 30 %, à déter­min­er la présence de trois pro­téines dif­férentes en un test mul­ti­plexé. C’est un début promet­teur », estime-t-elle. La chercheuse rap­pelle, avec opti­misme, que les essais clin­iques débuteront bientôt. 

La tech­nique amélio­rant la sen­si­bil­ité des ban­delettes d’un test LFA étant iden­ti­fiée, les chercheurs n’avaient plus qu’à dévelop­per une méth­ode d’analyse pour ces tests. « L’application prin­ci­pale de notre recherche con­sis­tait à rem­plac­er la prise de sang, indique Fan­ny Mousseau. Avec notre méth­ode, les résul­tats sont plus rapi­des, tout en étant aus­si pré­cis. Cette méth­ode a été, juste­ment, dévelop­pée dans une optique de faciliter ces analy­ses dans les endroits où leur accès reste lim­ité [en zone de guerre, dans les pays en développe­ment…], ou, quand leur besoin est urgent [dans une ambu­lance en cas de crise car­diaque, par exemple.] »

En con­séquence, la con­ti­nu­ité de la recherche demandait la mise en place d’un out­il per­me­t­tant d’illuminer les nanopar­tic­ules pour qu’elles facili­tent la lec­ture du résul­tat obtenu. « Les méth­odes d’analyse demandaient l’utilisation d’appareils énormes, ce qui était con­tra­dic­toire avec l’avantage por­tatif de ce type de test, pré­cise la chercheuse. Au Lab­o­ra­toire, nous avons inven­té un petit appareil capa­ble d’effectuer le test. » Ce petit appareil, plus épais sans être plus grand qu’un télé­phone portable (~10 cm x 5 cm x 5 cm), est accom­pa­g­né d’une appli­ca­tion avec laque­lle l’utilisateur pho­togra­phie le test. 

« Nous y avons inté­gré le pro­gramme d’analyse. L’utilisateur n’a qu’à pren­dre la pho­to et appuy­er sur la bande con­trôle de la ban­delette LFA (bande qui per­met de véri­fi­er que le test a fonc­tion­né). L’algorithme, con­nais­sant la dis­tance exacte entre la bande con­trôle et la bande test (bande sur laque­lle on détecte notre pro­téine d’intérêt) analy­sera, pix­el par pix­el, l’intensité de couleur de la bande test. »

Le résul­tat s’affiche ensuite, indi­quant sim­ple­ment la quan­tité de pro­téine cible présente dans le test. « À long terme, le but est de sim­pli­fi­er au max­i­mum le procédé afin que tout le monde puisse y avoir accès », con­clut-elle.

Pablo Andres