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Amélioration du diagnostic de la grippe par PCR pour la réponse à une pandémie : Entretien avec Chris Hole du TTP

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TTP, une entreprise technologique basée à Melbourn, au Royaume-Uni, développe un dispositif de diagnostic portable par PCR (réaction en chaîne de la polymérase) qui peut détecter rapidement les virus de la grippe, et un jour d'autres virus, dans des échantillons de mucus nasal

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La société affirme que le système, qui utilise une version à grande vitesse de la RT-PCR traditionnelle (réaction en chaîne de la polymérase de transcription inverse), intègre plusieurs percées qui se traduisent par une amélioration de la vitesse, du coût et de la taille par rapport aux systèmes de diagnostic moléculaire existants. Cette technologie pourrait être cruciale pour fournir une capacité de diagnostic et de surveillance des épidémies de maladies infectieuses telles que la situation actuelle des coronavirus en Chine.

La société prévient qu'elle ne pourra pas commercialiser un produit à temps pour aider à lutter contre l'actuelle épidémie de CoV 2019, mais elle estime que sa technologie de test rapide et peu coûteuse sera utile sur les quais, aux postes frontières et dans les aéroports pour trouver les personnes qui sont infectieuses mais ne présentent pas encore de symptômes. Cela permettrait aux personnes réellement exemptes du virus de voyager normalement, tandis que les personnes infectées pourraient être rapidement isolées et bénéficier d'un traitement.

L'épidémie de coronavirus a fait de nombreuses victimes et a entraîné le verrouillage de villes entières en Chine, ce qui a eu un coût social et financier énorme. Actuellement, les échantillons des patients suspects sont envoyés aux laboratoires de diagnostic, et il est difficile d'obtenir des résultats en temps voulu avec des milliers d'échantillons de patients en attente d'être testés. De tels retards ont des conséquences importantes pour les services de santé et les patients, car la quarantaine peut devoir être appliquée à des personnes qui ne sont pas infectées par le virus.

Des tests de diagnostic rapides, précis et portables permettent de dépister les personnes rapidement et au point de service, ce qui aiderait les autorités à contenir une épidémie, et à ne se concentrer que sur les personnes infectées et contagieuses. Cela pourrait réduire le recours aux coûteuses "capsules d'isolement" qui sont une caractéristique des stratégies de préparation aux pandémies de nombreux pays.

Le tout dernier dispositif du TTP pourrait répondre à ce besoin, du moins pour les futures épidémies. Actuellement en cours de développement, l'entreprise affirme que le dispositif sans fil coûtera moins de 100 dollars à fabriquer, utilisera des consommables de moins de 5 dollars pour chaque test et prendra moins de cinq minutes pour fournir un résultat. Présentée comme une technologie de plateforme, la société énumère les maladies suivantes parmi celles pour lesquelles l'appareil pourrait aider à établir un diagnostic rapide : la grippe saisonnière, les fièvres de Zika et de Dengue, la rougeole, ainsi que le virus respiratoire syncytial (VRS). Grâce aux modifications apportées à la conception de l'instrument de lecture, le système à grande vitesse pourrait également détecter certaines maladies vénériennes (dont le VIH) et le virus Ebola.

Medgadget a eu l'occasion de parler de cette technologie avec Chris Hole, directeur commercial de TTP.

Conn Hastings, Medgadget : Veuillez nous donner quelques informations sur les pandémies de grippe et les défis à relever pour les contenir.

Chris Hole : Les pandémies de grippe, ainsi que les récentes flambées de SRAS, de MERS et de coronavirus actuels, sont causées par des virus respiratoires, donc propagées principalement par le virus dans l'haleine expirée, la toux et les éternuements. Il existe aussi souvent une voie de transmission par l'intermédiaire d'objets d'usage courant, tels que les poignées de porte, les téléphones, etc. et par le contact ultérieur de la bouche ou des yeux avec la main contaminée. Les éclosions de ce type commencent généralement par une mutation aléatoire d'un virus animal qui lui permet de sauter d'une espèce à l'autre et d'infecter l'homme. Lorsque les humains vivent ou travaillent à proximité immédiate des animaux, ce saut peut se produire plusieurs fois avant que les symptômes chez l'homme ne deviennent évidents et que les graines d'une épidémie importante ne soient semées.

Les graves épidémies des temps modernes sont généralement des maladies respiratoires car leur propagation se fait par un processus que nous ne pouvons pas facilement prévenir. Les pandémies reléguées à l'histoire, telles que la peste et le choléra, ont été propagées par le cycle des rats et des puces et par l'eau contaminée que les modes de vie modernes empêchent, mais la vie moderne exige toujours que les gens vivent à proximité et à l'intérieur ; et cela permet de bien propager les virus respiratoires.

Pour aggraver la situation, nous rencontrons généralement beaucoup plus de personnes en une semaine et sur une zone beaucoup plus étendue qu'il y a 100 ans, de sorte qu'une maladie infectieuse peut se propager beaucoup plus rapidement que la pandémie de grippe de 1918 par exemple. Malgré cela, on pense que la pandémie de 1918 a tué plus de personnes que la première guerre mondiale, de sorte que le risque de dommages causés par une nouvelle pandémie aujourd'hui est élevé. Le problème de connectivité est ce qui explique l'importance accordée à la prévention des déplacements de personnes à partir d'une zone infectée, comme nous l'avons vu à Wuhan avec le projet 2019-nCov. C'est efficace, mais des restrictions comme celle-ci sont difficiles à maintenir à grande échelle pendant plus de quelques jours. En outre, il y aura déjà eu une période de propagation incontrôlée par des personnes qui sont infectieuses mais qui ne présentent pas de symptômes pendant la période précédant la reconnaissance d'une infection comme problème majeur. Ces facteurs rendent impossible la prévention d'épidémies importantes de nouvelles maladies et difficile la prévention de pandémies si le virus s'avère facilement transmissible entre humains. Aujourd'hui, les restrictions de mouvement, associées à l'hygiène des mains et de la bouche, sont les principales réponses de première ligne et les travaux sur le traitement et le développement de vaccins suivent sur une échelle de temps de plusieurs semaines ou de plusieurs mois. L'utilisation de tests de diagnostic sur des personnes ne présentant pas encore de symptômes pertinents n'est pas encore courante, principalement en raison d'une combinaison de coûts et de difficultés logistiques inhérentes à la technologie actuelle.

Medgadget : Comment une technologie de diagnostic rapide et sur place aiderait-elle les autorités à faire face à de telles pandémies ?

Chris Hole : Nous pensons qu'il y a deux façons de procéder.

La première se situe dans les tout premiers stades d'une pandémie, alors que l'on sait peu de choses sur le virus qui vient de muter. Deux paramètres sont essentiels pour prédire si le virus va provoquer une pandémie ou s'éteindre naturellement ; il s'agit de la facilité avec laquelle il se transmet entre humains et de la durée de la période d'incubation. Pour déterminer ces paramètres, vous devez connaître le nombre de personnes infectées mais ne présentant pas de symptômes car ces personnes exposent d'autres membres de la population au virus dans une proportion approximative par rapport à leur nombre. Un virus qui n'est pas facilement transmissible entre les personnes, mais qui a beaucoup d'individus infectés cachés dans la population, créera le même nombre de nouvelles infections visibles qu'un virus très contagieux mais où peu de personnes sont déjà infectées. Ce dernier cas est toutefois beaucoup plus dangereux, car le nombre d'infections cachées augmentera rapidement à mesure que le virus contagieux se répandra. Seul un test à large déploiement et peu coûteux pour les personnes asymptomatiques peut fournir ces données rapidement.

La seconde concerne le confinement. Il est difficile de maintenir pendant longtemps des restrictions strictes de circulation pour tous dans les grandes villes afin d'empêcher la propagation. Un diagnostic sur place peu coûteux pourrait, en principe, tester toute personne souhaitant voyager et libérer ainsi la grande majorité des personnes non infectées pour qu'elles puissent poursuivre leur voyage. Les personnes dont on découvre qu'elles sont porteuses pourraient être isolées et traitées rapidement ; l'isolement réduit la propagation de la maladie et un traitement précoce réduit généralement la gravité des symptômes.

Medgadget : Veuillez nous donner un aperçu de cette technologie de diagnostic de la grippe. Comment fonctionne-t-elle ?

Chris Hole : La biochimie est délibérément proche de la RT-PCR normale, juste ré-optimisée pour fonctionner à grande vitesse. Les principales innovations concernent le matériel de l'appareil et le consommable, qui fonctionnent ensemble pour réduire considérablement la puissance, la taille et le coût. La taille, le coût et la puissance des appareils de PCR ont toujours été dominés par la nécessité d'un cycle thermique et d'un accès optique à l'échantillon, qui tend à être aggravé par les exigences de la conception thermique. Notre principale innovation a été de modifier radicalement la conception thermique et mécanique des processus de lyse et de thermocyclage et d'exploiter plusieurs modifications de conception qui deviennent ensuite possibles dans le cadre d'un flux de travail entièrement automatisé.

Medgadget : En quoi ce dispositif diffère-t-il d'autres technologies similaires ?

Chris Hole : Les systèmes de diagnostic des maladies peuvent être divisés en deux grandes catégories. Le premier groupe détecte la réponse immunitaire de l'organisme à un agent pathogène (appelé immunodiagnostic) et le second détecte directement l'agent pathogène en l'ouvrant et en amplifiant une courte séquence de son matériel génétique pour une détection ultérieure. Il s'agit des diagnostics dits moléculaires. Les immunodiagnostics existent depuis longtemps mais ne sont pas vraiment assez sensibles pour être utiles pour la réponse à une pandémie de virus respiratoire car ils passent à côté d'un trop grand nombre de personnes infectées. En revanche, les diagnostics moléculaires sont très sensibles, ne laissant passer pratiquement aucune personne infectée, mais jusqu'à présent, ils étaient beaucoup trop encombrants et coûteux pour être utilisés dans les aéroports ou les gares comme moyen de déterminer qui peut voyager en toute sécurité. Ce que nous avons changé, c'est le paradigme coût/vitesse/taille.

Medgadget : Quelles maladies l'appareil pourra-t-il diagnostiquer ? Un seul appareil sera-t-il capable de détecter plusieurs maladies, ou des modèles individuels seront-ils utilisés pour chaque maladie ?

Chris Hole : Ce dispositif très peu coûteux est axé sur les virus respiratoires présents dans les liquides buccaux et nasaux. Nous travaillons d'abord sur la grippe, mais nous pensons qu'il fonctionnera bien pour le VRS, la dengue, le virus Zika et les nouveaux virus de saut d'espèces tels que le MERS, le SRAS et le 2019-nCoV (le coronavirus actuel). Toutes ces maladies pourraient être détectées à l'aide du même instrument de lecture, seules les amorces devant être changées dans le consommable, de sorte que la détection de nouvelles maladies pourrait être déployée très rapidement. Les amorces sont l'un des réactifs du liquide contenu dans le consommable.

Certaines des innovations que nous utilisons pour réduire les coûts et la taille ne se répercutent pas sur des agents pathogènes plus robustes ou des échantillons plus complexes comme le sang. Nous nous concentrons donc sur les virus respiratoires et sur l'utilisation dans des environnements aux ressources limitées comme les cabinets médicaux et les pharmacies.

Medgadget : Quand le dispositif sera-t-il disponible ? Pensez-vous qu'ils seront utiles pour l'épidémie actuelle de coronavirus ?

Chris Hole : C'est une énorme frustration pour nous de ne pas pouvoir mettre des appareils sur le terrain assez rapidement pour aider à résoudre la crise actuelle des coronavirus. Notre objectif est de faire approuver ces appareils pour la détection de la grippe et du VRS dans les établissements de soins primaires de routine comme les cabinets médicaux et les pharmacies, afin qu'il existe un réseau d'appareils, déjà entre les mains de professionnels qualifiés, prêts pour la prochaine fois qu'un virus respiratoire sautera d'une espèce à l'autre.

En ce qui concerne les délais, la grippe est saisonnière, ce qui détermine nos calendriers de développement et d'essais. C'est pourquoi il faudra attendre le milieu de l'année 2022 pour qu'un produit soit approuvé sur le marché, mais une fois que nous aurons obtenu l'autorisation réglementaire, la production pourra démarrer rapidement. En effet, le système n'utilise que des pièces, des matériaux et des techniques de fabrication provenant de l'industrie de l'électronique grand public, qui fonctionne déjà à grande échelle et avec des temps de montée en puissance très courts.