Field deployable viral genomic surveillance using panviral integrated indexed primers
L'essai PiiP (Panviral integrated indexed Primer) permet une surveillance génomique virale rapide et le jour même dans des milieux de terrain à ressources limitées en combinant des amorces à réactivité large avec le séquençage portable Oxford Nanopore et une analyse hors ligne, comme l'a démontré son déploiement réussi dans un marché de volailles vivantes au Cambodge.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
Les virus sont des voyageurs invisibles, circulant entre les humains, les animaux et l'environnement, déclenchant souvent des épidémies avant même que l'on ne s'en aperçoive. Pendant des décennies, pour capturer ces menaces, il a fallu envoyer des échantillons vers des laboratoires de haute technologie situés dans des zones lointaines, où des experts passaient des jours ou des semaines à décoder le code génétique du pathogène. Ce délai crée un fossé dangereux entre le moment où un virus émerge et le moment où les scientifiques peuvent l'identifier. Dans de nombreuses parties du monde, particulièrement dans les régions où les humains et les animaux vivent en contact étroit, ce fossé peut être fatal. La capacité de détecter un virus rapidement et avec précision, là même où il est trouvé, a longtemps été un objectif pour les responsables de la santé publique, mais l'équipement nécessaire pour y parvenir était traditionnellement trop volumineux, trop coûteux ou trop complexe pour être transporté sur le terrain.
Une nouvelle approche décrite dans une recherche récente offre un moyen de combler ce fossé. Des scientifiques ont développé une méthode qui combine un test génétique à large spectre avec un dispositif de séquençage portable, permettant d'identifier les virus sur place. La technique utilise des amorces spéciales, qui sont de courts brins de matériel génétique conçus pour se fixer sur de nombreux types de virus à la fois, plutôt que sur une seule cible spécifique. Ces amorces sont liées à un système qui marque le matériel génétique afin qu'il puisse être lu par un séquenceur de petite taille, tenu en main. L'ensemble du processus, de la collecte d'un échantillon à la visualisation des résultats sur un écran d'ordinateur portable, peut désormais se dérouler en une seule journée, même dans des zones reculées sans accès à Internet ou à un réseau électrique centralisé.
Les chercheurs ont testé ce système, appelé Panviral integrated indexed Primer assay, au Cambodge, un pays où le mélange de faune sauvage, de bétail et d'êtres humains crée un foyer pour de nouvelles maladies. Ils ont d'abord vérifié l'efficacité du test dans un cadre de laboratoire contrôlé en injectant divers échantillons avec des virus connus. Ils ont utilisé des écouvillons de gorge de poulet, du tissu intestinal de chauve-souris, des homogénats de moustiques et du tissu cérébral de chien, en ajoutant des virus comme la grippe aviaire, le SARS-CoV-2, la dengue et la rage pour voir si le test pouvait les détecter. Les résultats ont été encourageants. Le test a détecté avec succès les virus dans presque tous les échantillons, même lorsque les quantités virales étaient très faibles. Il pouvait distinguer différents types de virus, comme séparer le virus de la dengue d'autres virus similaires transmis par les insectes, et il fonctionnait bien même dans des mélanges complexes comme des moustiques broyés ou de l'eau de marché sale. Cependant, l'équipe a noté que, bien que le test soit excellent pour identifier la famille d'un virus, il avait parfois du mal à identifier précisément le sous-type exact de la grippe, une limitation qu'ils ont reconnue comme faisant partie de la conception.
Pour prouver que le système pouvait fonctionner en dehors d'un laboratoire traditionnel, l'équipe a installé un laboratoire portable au milieu d'un marché de volailles vivant à Phnom Penh. L'installation était modeste, tenant dans trois valises et alimentée par une station de batterie portable. Elle comprenait une petite centrifugeuse, un thermocycleur pour chauffer et refroidir les échantillons, une unité d'électrophorèse sur gel pour visualiser l'ADN, et le séquenceur portable. De manière remarquable, ils ont même utilisé un cuiseur à riz standard pour faire fondre l'agarose nécessaire à leurs tests sur gel, démontant ainsi comment des outils locaux pouvaient être adaptés à un usage scientifique. Dans les conditions chaudes et humides du marché, l'équipe a collecté des échantillons environnementaux, notamment des filtres à air, de l'eau provenant de cages à volailles et de l'eau de lavage de carcasses d'oiseaux. Ils ont traité ces échantillons sur place, effectuant l'intégralité du flux de travail, de l'extraction au séquençage, en environ six heures et demie.
Le test sur le terrain a produit des résultats immédiats. En quelques heures après la collecte des échantillons, le système a identifié les virus de la grippe circulant dans le marché, y compris les sous-types H3, H7 et H9, ainsi que des coronavirus aviaires. La rapidité a été le facteur le plus significatif ; l'équipe avait une image claire des virus présents dans le marché avant que le soleil ne se couche. Ce délai de traitement rapide signifie que les responsables de la santé pourraient potentiellement prendre des décisions concernant le confinement ou des tests supplémentaires pendant que l'épidémie est encore à ses débuts, plutôt que d'attendre des jours pour un rapport provenant d'une ville lointaine. L'étude a également souligné l'importance de disposer d'une base de données incluant les souches virales locales, car le logiciel automatisé manquait parfois des virus qui n'étaient pas bien représentés dans sa bibliothèque mondiale, nécessitant l'intervention d'un expert humain pour vérifier les données.
Bien que le système ne soit pas une solution miracle qui résout tous les problèmes, il représente une étape importante dans notre surveillance des maladies. Il a montré qu'il est possible d'apporter la surveillance génomique à la lisière d'une épidémie, transformant un processus qui nécessitait autrefois une forteresse d'équipement en quelque chose qui tient dans une valise. Les chercheurs ont souligné que cet outil est conçu pour dépister des groupes spécifiques de virus connus pour passer d'une espèce à l'autre, agissant comme un système d'alerte précoce plutôt que comme un remplacement de toutes les autres méthodes de diagnostic. En prouvant que ce flux de travail peut fonctionner dans un environnement tropical et à ressources limitées, l'étude suggère que l'avenir de la détection des épidémies ne se trouvera peut-être pas dans un laboratoire de gratte-ciel, mais dans les lieux mêmes où les nouvelles maladies sont les plus susceptibles de commencer.
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