Les filets d’ADN capturent le virus COVID-19 dans une plate-forme de test rapide à faible coût

Des chercheurs de l’Université de l’Illinois Urbana-Champaign et des collaborateurs ont démontré la capacité des réseaux à ADN à détecter et à entraver la COVID-19 dans les cultures cellulaires humaines dans un article publié dans le Journal of the American Chemical Society.

“Cette plate-forme combine la sensibilité de la PCR et la vitesse et le faible coût des tests antigéniques”, a déclaré le responsable de l’étude, Xing Wang, professeur de bio-ingénierie et de chimie à l’Illinois.”Nous avons besoin de tests comme celui-ci pour plusieurs raisons. L’une consiste à se préparer à la prochaine pandémie. L’autre raison est de suivre les épidémies virales en cours – non seulement les coronavirus, mais aussi d’autres virus mortels et économiquement impactants comme le VIH ou la grippe.

L’ADN est surtout connu pour ses propriétés génétiques, mais il peut également être plié en structures personnalisées à l’échelle nanométrique qui peuvent remplir des fonctions ou se lier spécifiquement à d’autres structures, tout comme les protéines. Les filets d’ADN développés par le groupe de l’Illinois ont été conçus pour se lier à la protéine de pointe du coronavirus – la structure qui dépasse de la surface du virus et se lie aux récepteurs des cellules humaines pour les infecter. Une fois liés, les filets émettent un signal fluorescent qui peut être lu par un appareil portable peu coûteux en environ 10 minutes.

Les chercheurs ont démontré que leurs réseaux d’ADN ciblaient efficacement la protéine de pointe et étaient capables de détecter le virus à des niveaux très faibles, équivalents à la sensibilité des tests PCR de référence qui peuvent prendre un jour ou plus pour renvoyer les résultats d’un laboratoire clinique.

La technique présente plusieurs avantages, a déclaré Wang.Il ne nécessite aucune préparation ou équipement spécial et peut être effectué à température ambiante, de sorte qu’un utilisateur ne ferait que mélanger l’échantillon avec la solution et le lire. Les chercheurs ont estimé dans leur étude que la méthode coûterait 1,26 $ par test.

“Un autre avantage de cette mesure est que nous pouvons détecter l’ensemble du virus, qui est encore infectieux, et le distinguer des fragments qui peuvent ne plus être infectieux”, a déclaré Wang. Cela permet non seulement aux patients et aux médecins de mieux comprendre s’ils sont infectieux, mais cela pourrait également améliorer considérablement la modélisation et le suivi au niveau communautaire des épidémies actives, par exemple dans les eaux usées.

En outre, les réseaux d’ADN ont inhibé la propagation du virus dans les cultures de cellules vivantes, l’activité antivirale augmentant avec la taille de l’échafaudage du réseau d’ADN.Cela indique le potentiel des structures de l’ADN en tant qu’agents thérapeutiques, a déclaré Wang.

“J’ai eu cette idée au tout début de la pandémie de construire une plateforme de test, mais aussi d’inhibition en même temps”, a déclaré Wang. “Beaucoup d’autres groupes travaillant sur les inhibiteurs essaient d’envelopper le virus entier, ou les parties du virus qui donnent accès aux anticorps. Ce n’est pas bon, car vous voulez que le corps forme des anticorps. Avec les structures creuses du réseau d’ADN, les anticorps peuvent toujours accéder au virus.”

La plate-forme DNA net peut être adaptée à d’autres virus, a déclaré Wang, et même multiplexée afin qu’un seul test puisse détecter plusieurs virus.

“Nous essayons de développer une technologie unifiée qui peut être utilisée comme plate-forme plug-and-play. Nous voulons tirer parti de la haute affinité de liaison des capteurs d’ADN, de la faible limite de détection, du faible coût et de la préparation rapide”, a déclaré Wang.

Les National Institutes of Health ont soutenu ce travail par le biais du programme Rapid Acceleration of Diagnostics.Les chercheurs continueront de travailler dans le cadre du programme RADx pour explorer et accélérer les applications cliniques de la plate-forme DNA net.

Wang est également affilié au Holonyak Micro and Nanotechnology Lab et au Carl R. Woese Institute for Genomic Biology de l’Illinois.

Source de l’histoire :

Materials fourni par Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, News Bureau. Original écrit par Liz Ahlberg Touchstone. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

Référence de journal:

1. Neha Chauhan, Yanyu Xiong, Shaokang Ren, Abhisek Dwivedy, Nicholas Magazine, Lifeng Zhou, Xiaohe Jin, Tianyi Zhang, Brian T.Cunningham, Sherwood Yao, Weishan Huang, Xing Wang. Nanostructures d’ADN en forme de filet conçues pour la détection rapide / sensible et l’inhibition potentielle du virus SARS-CoV-2. Journal de l’American Chemical Society, 2022; DOI: 10.1021/jacs.2c04835