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Un laboratoire sur une puce teste avec succès le VIH et la syphilis sur le terrain
Un kit de test sanguin bon marché et portable, qui ne nécessite qu'une pointe de sang et peut dire en quelques minutes si vous avez le VIH ou la syphilis, s'est avéré efficace dans les tests sur le terrain au Rwanda. Les ingénieurs biomédicaux à l'origine du dispositif "laboratoire sur puce" capable d'effectuer des analyses de laboratoire complexes in situ, espèrent rationaliser les tests sanguins et révolutionner les soins médicaux dans le monde entier, en particulier dans les régions éloignées sont prohibitifs. Ils publient les premiers résultats sur le terrain de leur dispositif de diagnostic intégré à base de microfluidique dans le numéro en ligne du 31 juillet de Médecine de la nature.
Le responsable de l’étude, Samuel K Sia, professeur adjoint de génie biomédical à l’Université Columbia, à New York, a déclaré à la presse:
"Nous avons conçu un appareil jetable de la taille d'une carte de crédit qui peut produire des résultats de diagnostic basés sur le sang en quelques minutes."
"L'idée est de rendre une grande classe de tests de diagnostic accessibles aux patients dans tous les contextes du monde, plutôt que de les forcer à se rendre dans une clinique pour prélever du sang et attendre des jours avant d'obtenir leurs résultats", a-t-il ajouté.
Le laboratoire sur puce s’appuie sur des idées issues de l’étude de la microfluidique et des nanoparticules, que Sia et ses collègues ont réunis de manière novatrice pour produire un dispositif de diagnostic peu coûteux capable de manipuler de petites quantités de fluide.
L'appareil est appelé "mChip" (abréviation de puce microfluidique mobile) et ne nécessite qu'une infime quantité de sang, autant que le pique un doigt. Même les nouveau-nés peuvent être testés. Et dans les 15 minutes, cela donne des résultats quantitatifs et objectifs qui n'ont pas besoin d'être interprétés par un utilisateur, réduisant ainsi considérablement le délai entre le test et le traitement des patients.
Le dispositif mChip Sia et ses collègues utilisé dans l'étude reproduit toutes les étapes du "test immuno-enzymatique" ou ELISA, une méthode biochimique qui recherche des antigènes ou des anticorps dans un échantillon. Le principal avantage est le coût matériel total beaucoup plus faible.
L'appareil contient une micropuce et une version miniature de tubes à essai et de produits chimiques. La puce coûte environ 1 dollar et le kit complet environ 100 dollars.
Les auteurs écrivent:
"La puce présentait d'excellentes performances dans le diagnostic du VIH en utilisant seulement 1 [litre] de sang total non traité et une capacité à diagnostiquer simultanément le VIH et la syphilis avec des sensibilités et des spécificités comparables à celles des tests de référence."
Sia et ses collègues ont effectué les tests sur le terrain au Rwanda. Pendant quatre ans, ils se sont associés à la Mailman School of Public Health de Columbia et à trois organisations non gouvernementales locales au Rwanda pour tester le mChip avec des centaines de patients.
La puce présentait une détection à 100% des cas séropositifs et un seul faux positif dans 70 échantillons. Dans le double test du VIH et de la syphilis, le taux de détection de la syphilis était de 94% avec seulement quatre faux positifs sur 67 échantillons. Ces résultats sont comparables aux tests de laboratoire, affirment les experts.
Rosanna Peeling, chercheuse en diagnostic à la London School of Hygeine and Tropical Medicine, n'a pas participé à l'étude. Elle a déclaré au Washington Post que le nouveau test "peut être effectué en dehors du laboratoire avec tous les mêmes avantages et la même sensibilité" que l'analyse en laboratoire plus coûteuse et plus longue sur laquelle de nombreuses personnes dans les pays en développement comptent actuellement.
Sia a déclaré qu'il espérait utiliser le mChip pour aider les femmes enceintes au Rwanda qui, parce qu'elles vivent dans des régions reculées et ne peuvent pas visiter un hôpital ou une clinique avec un laboratoire, n'ont aucun moyen fiable de savoir si elles ont le SIDA et les maladies sexuellement transmissibles .
Sia a déclaré que le défi médical consistant à aider les femmes rwandaises, et d'autres comme elles dans les régions les plus pauvres du monde, est un diagnostic fiable. En l'absence de diagnostics fiables, malgré la disponibilité d'une gamme de médicaments, les agents médicaux sur le terrain ne savent pas quels traitements administrer.
Sia a cofondé une société, Claros Diagnostics, en 2004. La société, que MIT Technology Review a récemment nommée parmi les 50 sociétés les plus innovantes au monde, et le laboratoire de Sia à Columbia Engineering ont collaboré au développement du mChip.
Claros Diagnostics a déjà développé une version de mChip qui diagnostique le cancer de la prostate. L'appareil a été approuvé pour une utilisation en Europe en 2010.
L'innovation est un exemple élégant de ce qui se passe lorsque les sciences de l'ingénieur et les sciences de la vie s'unissent pour s'attaquer à un problème de santé publique pressant.
Sia travaille également sur de nouveaux outils pour contrôler l'environnement autour des cellules humaines afin de déterminer comment elles interagissent pour produire des tissus et des organes. Pour créer des outils de haute résolution, son équipe et lui s'appuient sur des compétences et des idées issues de domaines aussi variés que la microfabrication, la microfluidique, la chimie des matériaux, la biochimie, la biologie moléculaire et la biologie cellulaire et tissulaire.
Écrit par Catharine Paddock, PhD
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