L'Union européenne a accordé une autre subvention au groupe de recherche du Professeur Amit Meller de la Faculté de Génie Biomédical du Technion pour son projet OpiPore. L'objectif d'OpiPore est de faire progresser une nouvelle technologie pour l'analyse de molécules individuelles, y compris la détection de la présence de molécules d'ARN du SARS-CoV-2. Pour ce faire, les chercheurs développent une nouvelle méthode pour produire en masse des nanopores à l'état solide (ssNPs) - des dispositifs de diagnostic basés sur les nanopores.
Les ssNPs constituent un nouveau type de biocapteurs, capables d'analyser des molécules individuelles. Une telle analyse présente un immense intérêt pour la médecine et la recherche, car elle peut remplacer les méthodes de diagnostic courantes basées sur l'analyse de la solution en masse. Ces méthodes présentent de multiples inconvénients, notamment des coûts élevés, un équipement de laboratoire encombrant et une précision insuffisante.
Pour expliquer le bond en avant que représentent les appareils ssNP, les chercheurs ont utilisé l'exemple du Coronavirus SARS-CoV-2. Les tests Coronavirus existants sont basés sur la technologie RT-qPCR, qui nécessite un processus compliqué consistant à prélever un échantillon sur le patient à l'aide d'un écouvillon, à "ouvrir" le virus pour extraire son matériel génétique, à extraire l'ARN et à effectuer la transcription inverse de l'ARN en ADN. Mais ce n'est pas tout. Pour que l'équipement existant puisse détecter la présence de virus dans l'échantillon, on procède à une amplification massive (PCR), en doublant sans cesse la quantité d'ADN jusqu'à ce qu'une quantité suffisante soit atteinte. Non seulement le processus est long et coûteux, mais l'étape d'amplification peut parfois entraîner des erreurs importantes dans la détection de la présence du virus, c'est-à-dire dans la détermination de la présence ou non du COVID-19 chez un patient.
Le processus de diagnostic développé dans le laboratoire du Professeur Meller permet d'éviter l'étape d'amplification, en permettant de quantifier directement et simultanément plusieurs échantillons d'ARN du virus, ainsi que ceux des molécules d'ARN humain normal. De cette manière, un temps précieux peut être gagné et les erreurs peuvent être évitées. La nouvelle méthode est basée sur le dessin de molécules biologiques individuelles, telles que l'ADN et l'ARN, au moyen d'un champ électrique, dans un nanopore contenant un capteur électrique. Le résultat est soumis à une analyse qui permet l'identification et la quantification directe et immédiate des molécules.
La technologie a été développée à l'origine pour détecter les biomarqueurs ARN associés aux tumeurs qui permettent de diagnostiquer le cancer à ses premiers stades. Peu de temps après l'épidémie de COVID-19, le groupe du Professeur Meller a commencé à travailler sur l'adaptation de cette technologie pour répondre au besoin urgent de tests rapides et précis sur les coronavirus. Les résultats de la preuve de concept ont montré l'efficacité de cette méthode pour détecter la présence du SARS-CoV-2 même lorsque l'échantillon ne contenait que des traces du virus. Cette méthode, appelée "RT-qNP", a été récemment publiée dans ACS Nano. Le développement de la RT-qNP a été mené par une post-doctorante, la Docteur Yana Rozevsky, dans le laboratoire du Professeur Meller, en collaboration avec des collègues de l'hôpital de la Charité à Berlin. Les travaux ont été soutenus par la bourse ERC du Professeur Meller, octroyée par l'Union européenne.
Comme mentionné précédemment, le groupe a reçu ce mois-ci une subvention supplémentaire du CER pour la "Preuve du concept". Cette subvention est allouée pour la production du dispositif lui-même, car le forage à grande échelle des nano-ouvertures est un immense défi technologique qui retarde actuellement la mise en œuvre généralisée des dispositifs ssNP. Grâce à un travail long et approfondi, le groupe de recherche du professeur Meller a développé une technologie unique pour le forage des nano-ouvertures à l'aide d'un faisceau focalisé de laser bleu. Cette technologie va maintenant être développée, afin d'être utilisée en clinique le plus rapidement possible.
Bien que les deux subventions aient été accordées dans le cadre de la pandémie de coronavirus, les technologies susmentionnées sont pertinentes pour le diagnostic de nombreuses autres maladies - non seulement virales et microbiennes, mais aussi de multiples cancer, comme l'ont déjà démontré des études préliminaires au Technion. La recherche appliquée au coronavirus est menée en étroite collaboration avec l'unité de la bio-banque du centre médical de Rambam.
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