Nouveaux diagnostics au point de service pour les maladies infectieuses

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Les tests de diagnostic sensibles, spécifiques et rapides sont essentiels pour réduire la morbidité et la mortalité des patients atteints de maladies infectieuses. Les infections virales, bactériennes et autres peuvent se développer à partir d'un grand nombre d'organismes pathogènes et opportunistes, d'où la nécessité de disposer de diagnostics polyvalents pouvant être adaptés à une grande variété d'étiologies infectieuses

Les tests d'amplification des acides nucléiques (TAAN) sont devenus un pilier du diagnostic des maladies infectieuses. Grâce à l'amplification et à la détection des acides nucléiques (AN) de l'organisme cible, les TAAN permettent une détection très sensible des agents pathogènes dans de nombreux échantillons de patients différents. Les générations précédentes de TAAN dépendent de protocoles à forte intensité de main-d'œuvre et d'équipements encombrants qui nécessitent des laboratoires centralisés, ce qui rend difficile l'obtention de résultats rapides et entrave souvent les réponses cliniques immédiates

Cependant, la technologie émergente des TAAN utilise de nouveaux protocoles avec une préparation intégrée des échantillons, des méthodes d'amplification et de détection plus rapides, et des conceptions microfluidiques innovantes pour permettre des tests au point de service (POCT) pour une série de maladies infectieuses, notamment le SRAS-CoV-2 et les infections sexuellement transmissibles (IST) répandues dans le monde

Les TAAN sont généralement classés en deux grands types d'amplification de la NA : La PCR et l'amplification isotherme (TAANi). La PCR nécessite traditionnellement un équipement de laboratoire lourd pour faire passer les échantillons par des cycles de températures différentes pour la dénaturation et l'amplification, ce qui limite intrinsèquement son utilisation dans les environnements POC

Pour contourner ces limitations, les iNAAT ont été développés en utilisant une dénaturation à médiation enzymatique, évitant le besoin de thermocyclage répété.1 Depuis l'avènement des iNAAT, diverses plateformes potentiellement adaptables au POCT ont émergé. L'amplification à médiation par boucles (LAMP), par exemple, utilise une série d'amorces internes et externes en combinaison avec l'ADN polymérase pour amplifier l'ADN cible.2 Bien que la LAMP ne soit pas une technologie nouvelle, elle s'est avérée être une plateforme précieuse pour le développement de nouveaux TAAN

Dans le cadre de la pandémie actuelle de COVID-19, la LAMP a été utilisée pour développer un test SARS-CoV-2 hautement sensible et spécifique, permettant d'obtenir des résultats faciles à lire au chevet du patient en moins d'une heure.3 Mammoth Biosciences a combiné la technologie révolutionnaire CRISPR avec un test SARS-CoV-2 basé sur la LAMP pour améliorer la détection après amplification NA du nouveau coronavirus

Le test DETECTRTM basé sur CRISPR-Cas12 permet d'obtenir un résultat en 45 minutes environ, contre quatre heures pour les méthodes établies de qRT-PCR, et il est actuellement en cours d'examen pour approbation par la FDA, dans l'attente d'une validation clinique.4 Il est essentiel que les diagnostics basés sur le TAAN au PS facilitent la mise en place immédiate de protocoles de traitement pour le COVID-19 afin de prévenir la maladie grave et la mortalité

Les diagnostics à domicile sensibles et spécifiques des maladies infectieuses facilitent non seulement l'efficacité du traitement, mais réduisent également le développement d'agents pathogènes résistants aux antibiotiques. Les cas signalés d'IST répandues dans le monde entier, telles que la chlamydia et la gonorrhée, ont connu des augmentations annuelles significatives ces dernières années, ce qui indique la nécessité d'améliorer les méthodes de dépistage et de mettre en place des protocoles de traitement plus personnalisés.5 Par conséquent, le diagnostic des IST est devenu une source importante d'innovation pour la technologie POCT

Non seulement ces plateformes allègent le besoin d'équipement de laboratoire, mais elles peuvent également intégrer l'extraction des NA, minimisant ainsi les protocoles de préparation des échantillons.6 Par exemple, la plateforme binx health io, approuvée par la FDA, utilise une puce microfluidique pour la PCR ultrarapide associée à une technologie de détection électrochimique exclusive, permettant un dépistage POC très sensible et spécifique de la gonorrhée et de la chlamydia en 30 minutes environ5

Plusieurs nouveaux TAAN à domicile prometteurs utilisant des plates-formes microfluidiques ultrarapides similaires sont toujours en cours de développement ou d'essais cliniques, ce qui démontre la forte demande de diagnostics rapides de type "échantillon à réponse". Le Visby Medical Sexual Health Test utilise la PCR pour détecter les chlamydiae, la gonorrhée et les trichomonas en moins de 30 minutes, et le MobiNAAT effectue la PCR à l'aide d'une microfluidique à gouttelettes dans une cartouche autonome comprenant tous les réactifs nécessaires à l'extraction et à l'amplification des NA.5 Il est remarquable que le MobiNAAT puisse dépister la gonorrhée et déterminer la sensibilité aux antibiotiques en 15 minutes, ce qui facilite les protocoles de traitement personnalisés susceptibles de réduire la prévalence des infections résistantes aux antibiotiques.5

Le CDC a récemment publié 2021 STI Treatment Guidelines, qui suggère l'utilisation de NAATS POC pour la détection de la chlamydia et de la gonorrhée,7 et les futures directives incluront probablement d'autres tests rapides de type "échantillon à réponse" qui dépistent une variété d'IST au fur et à mesure qu'ils seront approuvés par la FDA.

Malgré la promesse de nouveaux TAAN au PS à l'horizon, la décentralisation des diagnostics des laboratoires vers les cliniques s'accompagne de défis. Les tests au PS doivent obtenir une dérogation du CLIA (Clinical Laboratory Improvement Amendments) de la FDA pour pouvoir être réalisés par du personnel non-laboratoire. Ainsi, l'accès à des laboratoires certifiés CLIA pour la validation clinique peut constituer un obstacle important à l'approbation de certains TAAN au PS

Néanmoins, les progrès de la technologie portable et les approches novatrices de l'amplification et de la détection de la NA laissent présager une nouvelle génération passionnante de diagnostics à domicile. Ces tests ont le potentiel d'amener des tests ultrarapides de l'échantillon à la réponse directement en clinique, de soutenir des diagnostics et des traitements plus personnalisés et d'améliorer les résultats pour les patients atteints de maladies infectieuses.