En plus d'être en pénurie, la plupart des tests utilisent des produits biochimiques coûteux et difficiles à produire, nécessitent de longs délais d'exécution pour les résultats des tests et produisent un nombre élevé de résultats faussement négatifs, ce qui signifie que certaines personnes dont le test est négatif peuvent toujours être infectées et propager la maladie sans le savoir. Et bien que les nouvelles méthodes de test qui détectent les anticorps dans le sang, basée sur la méthode dite ELISA, arrivent rapidement en ligne, les scientifiques et les médecins remettent en question leur efficacité.
professeur de l'AUA Miguel José Yacamán, un physicien et scientifique des matériaux au Center for Materials Interfaces in Research and Applications (¡MIRA!), a réuni une équipe interdisciplinaire pour développer une nouvelle technologie de test qui promet de surmonter tous ces défis. Le projet, "Développement d'un nouveau test pour le SARS-CoV-2 utilisant la spectroscopie Raman améliorée à la surface d'une molécule unique, " a récemment reçu un 200 $, 000 bourses du programme de financement Rapid Response Research (RAPID) de la National Science Foundation soutenant la recherche sur les virus. Bien que l'équipe dispose d'un an pour développer le nouveau test, José Yacamán prévoit d'atteindre cet objectif encore plus tôt.
L'équipe développera le nouveau test en appliquant des concepts de la physique, pas la biochimie, explique José Yacamán. Ils se concentreront sur les découvertes récentes dans les domaines émergents de la nanotechnologie, nanoparticules plasmoniques et matériaux 2D (similaires au graphène).
"L'équipe du projet utilisera des techniques non traditionnelles pour détecter le virus chez les patients infectés. Nous développerons une méthode alternative basée sur les avancées récentes de la physique liées à l'interaction de la lumière avec la matière, " il a dit.
La méthode, Spectroscopie Raman améliorée à la surface d'une molécule unique (SM-SERS), détectera les protéines S du virus SARs-Cov-2, qui participent à l'infection au niveau cellulaire. « La capacité du SM-SERS à détecter une seule molécule de protéine permettra aux professionnels de la santé de détecter précocement l'infection et de suivre les patients qui se rétablissent de la maladie. »
Le chercheur principal du projet, José Yacamán travaillera en collaboration avec deux ¡MIRA! collègues, professeur agrégé Andy Koppisch, un biochimiste, et professeur agrégé de pratique Rob Kellar, un ingénieur biomédical; et avec le professeur des régents Paul Keim, un généticien microbien, et le professeur Dave Wagner, un écologiste des maladies, tous deux avec le Pathogen and Microbiome Institute (PMI) de la NAU.
Dans ses précédents travaux, José Yacamán a utilisé la spectroscopie Raman à surface améliorée pour détecter les glycoprotéines et l'acide sialique comme méthode de dépistage du cancer du sein, qui est maintenant en phase d'approbation finale pour un usage commercial.
« Dans le cas du virus SARS-CoV-2, c'était un prolongement naturel pour appliquer les mêmes techniques, " il a dit, "mais il faudra l'expertise de nos confrères de PMI, qui cultivent le virus SARS-CoV-2 dans leurs laboratoires, réussir."
Les avancées majeures de la science se produisent presque toujours à l'interface entre les disciplines, et c'est un excellent exemple. Je pense que ce travail entre ¡MIRA ! et PMI pourrait changer la donne dans notre lutte contre COVID-19. »
Paul Keim, directeur exécutif PMI
"Ce projet est un effort conjoint entre les chercheurs d'¡MIRA! et du PMI, " a déclaré Jennifer Martinez, directrice et professeure d'¡MIRA!. " Cela montre la puissance du travail interdisciplinaire pour créer de nouvelles idées et de nouvelles opportunités de financement - et, le plus important, l'importance d'avoir des centres d'excellence pour conduire de nouvelles recherches pour NAU."
« En cas de succès, nos recherches seront la première étape pour développer une méthode basée sur la physique qui sera rapide et peu coûteuse, avec une sensibilité et une spécificité élevées et un faible pourcentage de faux négatifs, ", a déclaré Yacaman. "Ce test sera une méthode beaucoup plus précise et fiable pour détecter les infections."
"Il est concevable qu'une fois ce test développé, l'équipement Raman portable peut être largement utilisé dans de nombreuses populations différentes; par exemple, dans les collectivités rurales ou éloignées ou dans les points de service des écoles, des usines, centres communautaires et ainsi de suite, en plus des sites d'essais traditionnels, " il a dit.
« Une fois les tests à grande échelle en cours, Une analyse plus approfondie des données SM-SERS aidera les scientifiques à comprendre les changements sur les protéines virales et à développer des médicaments antiviraux. »
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