UTILISER UN SMARTPHONE POUR DETECTER UN VIRUS HAUTEMENT CONTAGIEUX

Un nouvel appareil utilise un smartphone et une puce microfluidique en papier pour détecter des niveaux extrêmement bas de norovirus.

Seulement 10 particules de norovirus (illustrées ici) suffisent à provoquer une infection.

Le norovirus est un virus très contagieux responsable d'environ 19 à 21 millions de cas annuels de gastro-entérite aiguë aux États-Unis.

En fait, le norovirus est "la principale cause de maladie d'origine alimentaire" aux États-Unis.

Le norovirus est également responsable de près de 1,9 million de visites à l'hôpital et de 400 000 autres visites aux urgences. Cela coûte aux États-Unis environ 2 milliards de dollars en dépenses de santé et en perte de productivité.

Le virus peut être contagieux à de très faibles niveaux, avec seulement 10 particules de virus suffisantes pour provoquer une infection.

Les chercheurs de l'Université de l'Arizona (UA) à Tucson ont donc décidé de créer un moyen efficace de détecter même les plus petits niveaux de virus.
Trois chercheurs ont codirigé le projet: Jeong-Yeol Yoon, du Département de génie biomédical de l'UA; Soo Chung, chercheur au doctorat dans le laboratoire de Yoon; et Kelly A. Reynolds, présidente du Département de la communauté, de l'environnement et des politiques du Mel & Enid Zuckerman College of Public Health de l'UA.

Comment fonctionne l'appareil rapide et bon marché

Le virus peut se propager très rapidement dans l'eau. Les dispositifs existants pour détecter les norovirus nécessitent un laboratoire et une gamme de microscopes, de lasers et de spectromètres coûteux . Ce sont des instruments qui mesurent les types de rayonnement et la longueur d'onde.

Avec la nouvelle méthode, les chercheurs ont utilisé des matériaux simples, notamment du papier et un smartphone. Chung explique comment le papier peut se transformer en puces microfluidiques.

"Le substrat en papier est très bon marché et facile à stocker, et nous pouvons fabriquer ces puces facilement", dit-il. "La structure fibreuse du papier permet également au liquide de s'écouler spontanément sans utiliser les systèmes de pompage que nécessitent d'autres puces, telles que les puces en silicium."

En règle générale, les scientifiques mesurent la façon dont la lumière se reflète dans un échantillon à l'aide d'une analyse par spectrométrie. Cependant, l'aspect non homogène (poreux) du papier, associé à son opacité optique, peut générer une «dispersion et une réflexion d'arrière-plan».

Pour surmonter cet obstacle, les chercheurs ont développé une méthode dans laquelle ils ont compté des billes fluorescentes au lieu de mesurer l'intensité lumineuse.

La méthode consiste à ajouter de l'eau à une extrémité d'une puce microfluidique en papier et des perles en polystyrène fluorescent à l'autre extrémité.

Chacune de ces minuscules perles est attachée à un anticorps qui combat le virus. Si le norovirus est présent dans l'eau, plusieurs anticorps l'attaquent, se fixant à la particule virale et créant un amas fluorescent.

"Les particules de norovirus sont trop petites pour être imagées par un microscope pour smartphone, tout comme les anticorps", explique Yoon. "Mais lorsque vous avez deux ou trois ou plus de ces billes réunies, cela indique que le norovirus est là, provoquant l'agrégation des billes."

"Vous n'avez pas besoin d'être un scientifique ou un ingénieur pour faire fonctionner l'appareil", explique Yoon. "L'analyse sera effectuée automatiquement par l'application pour smartphone, donc tout ce dont vous avez à vous soucier est de charger un échantillon d'eau sur la puce."

L'appareil est également bon marché, avec son composant le plus cher coûtant moins de 50 $.

"Les progrès de la surveillance rapide des virus humains dans l'eau sont essentiels pour protéger la santé publique", explique Reynolds.

" Cette technologie rapide et peu coûteuse de surveillance de la qualité de l'eau pourrait être un outil de transformation pour réduire les charges de morbidité locales et mondiales."