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Cet appareil imprimé en 3D peut détecter le Covid-19 par la salive en moins d'une heure

Vidéo Des chercheurs du MIT et d'Harvard ont développé un petit appareil, baptisé miSHERLOCK, capable de détecter la présence du SARS-CoV-2 dans un échantillon de salive en 55 minutes, contre plusieurs heures pour un test PCR classique. En ayant recours à l'impression 3D, le système pourrait coûter trois dollars l'unité. Un coût particulièrement bas qui pourrait intéresser les pays dépourvus de matériel médical. 
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Cet appareil imprimé en 3D peut détecter le Covid-19 par la salive en moins d'une heure
Cet appareil imprimé en 3D peut détecter le Covid-19 par la salive en moins d'une heure © MIT

Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT), du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de l'Université Harvard et de plusieurs hôpitaux de la région de Boston ont développé un appareil de détection rapide du SARS-CoV-2, le virus responsable du Covid-19.

En moins d'une heure
Baptisé Minimally Instrumented SHERLOCK (miSHERLOCK), ce dispositif est capable de détecter la présence du virus dans un échantillon salivaire en 55 minutes seulement et peut être fabriqué à faible coût grâce à l'impression 3D, rapportent les scientifiques dans une étude publiée dans la revue Science Advances le 6 août 2021. 

Comme l'explique Helena de Puig, chercheuse au Wyss Institute et au MIT, "miSHERLOCK élimine le besoin de transporter les échantillons de patients vers un site de test centralisé et simplifie considérablement les étapes de préparation des échantillons, donnant aux patients et aux médecins une image plus rapide et plus précise de la santé individuelle et collective, ce qui est essentiel pour une pandémie en constante évolution".

Utilisation de la salive
En pratique, l'utilisateur doit déposer un échantillon de 4 ml de salive dans un réceptacle situé sur le haut de l'appareil. La salive est préférée à un échantillon nasopharyngé car elle est plus facile à collecter et plus fiable, puisque plusieurs études ont montré que le SARS-CoV-2 était détectable plus longtemps dans la salive. Or, c'est n'est pas une substance simple à utiliser car elle contient des enzymes (protéines qui accélèrent les réactions biochimiques) qui dégradent certaines molécules produisant un taux anormalement élevé de faux positifs.

Pour résoudre cette problématique, les chercheurs ont développé une nouvelle technique qui consiste à ajouter deux produits chimiques, appelés DDT et EGTA, à la salive et à chauffer l'échantillon à 95 degrés pendant trois minutes grâce à des batteries. L'échantillon est ensuite filtré à travers une membrane en polyéthersulfone, un thermoplastique résistant aux fortes chaleurs, pour récupérer l'ARN viral à sa surface.

L'utilisateur retire ensuite le filtre et le transfère dans la colonne de la chambre de réaction, puis pousse un piston qui dépose le filtre dans la chambre et perce un réservoir d'eau pour activer la réaction chimique. Près d'une heure plus tard, le test est positif si l'échantillon est fluorescent. Une application mobile peut être utilisée pour interpréter le résultat.
 


Efficace sur trois variants
Les chercheurs ont testé cet appareil sur 27 patients atteints du Covid-19 et 21 patients en bonne santé. Ils ont constaté que miSHERLOCK identifiait correctement les patients positifs dans 96% des cas et les patients non malades dans 95% des cas. Ils ont également testé ses performances contre les variantes Alpha (anglais), Beta (africain) et Gamma (brésilien) du SARS-CoV-2 en dopant de la salive humaine saine avec de l'ARN viral synthétique contenant des mutations représentant chaque variante, et ont constaté que le dispositif était également efficace. Le variant Delta (brésilien), actuellement majoritaire en France, pourrait également être détecté, d'après les scientifiques.

C'est la méthode CRISPR, connue également sous le nom des ciseaux moléculaires, qui a été exploitée. Initialement utilisée pour la modification de l'ADN, elle peut également l'être pour accélérer le diagnostic du Covid-19. En quelques mots, on utilise ce procédé pour repérer puis couper une petite séquence d'ADN propre au SARS-CoV-2. C'est ce qui va révéler la présence du virus grâce au liquide fluorescent.

Trois dollars l'unité pour une production en série
Grâce au recours à l'impression 3D, l'appareil coûte 15 dollars d'après les chercheurs, mais la production en série permettrait de descendre à 3 dollars l'unité. Ils ont d'ailleurs mis à disposition en ligne leurs plans pour permettre à la communauté scientifique de reproduire l'appareil.
 


 

Le projet miSHERLOCK s'adresse en priorité aux déserts médicaux où les thermocycleurs, ou machines PCR, ne sont pas disponibles. Il permet également d'effectuer de la surveillance épidémiologique assez facilement. Avant de pouvoir être déployé, l'appareil devra recevoir l'autorisation de la Federal and Drug Administration (FDA), l'agence américaine en charge de réguler les denrées alimentaires, les médicaments et les dispositifs médicaux.

Ce n'est pas la première fois que l'impression 3D est utilisée pendant la pandémie de Covid-19 pour créer des dispositifs médicaux. L'entreprise Formlabs a par exemple imprimé des pièces pour convertir des machines pour l'apnée du sommeil en respirateurs artificiels. L'agence aérospatiale allemande a décidé de basculer ses équipements de fabrication additive vers l'impression de matériel médical pour fabriquer des masques et des valves respiratoires.

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