Les machines Nespresso, qui infusent de l'espresso et du café à partir de capsules de café, peuvent être utilisées pour les tests covid. Manu Padilla / Shutterstock 

La transition vers le travail à domicile avait ses défis pour nous tous, mais lorsque votre travail consiste à rechercher des applications biologiques pour la nanotechnologie, ces essais sont un peu plus compliqués que de jongler avec l'utilisation du haut débit dans les ménages. Tellement exclu de son laboratoire, vous pourriez raisonnablement vous attendre à la recherche d'un chimiste organique Vittorio Saggiomo, du groupe Bionanotechnology à Wageningen University & Research (WUR) aux Pays-Bas, pour s'être arrêté.

Mais Saggiomo est un type créatif et imaginatif, et il a donc commencé à se demander s'il pouvait utiliser à bon escient les appareils ménagers courants dans la lutte contre le COVID-19. Plus précisément, pourrait-il créer un test à domicile bon marché et très sensible pour le virus? Il s'avère qu'il pourrait. Son équipe a maintenant posté l'idée sur un serveur de pré-impression, ChemArxiv. Le document n'a pas encore été examiné par d'autres scientifiques.

Pour le moment, il y a deux principaux types de test COVID-19: le test PCR et le test d'écoulement latéral (LFT). Le test PCR de référence vérifie la présence du virus en détectant son matériel génétique appelé ARN. Mais il y a des quantités extrêmement faibles de matériel viral dans un écouvillon, donc le matériel doit être converti en ADN et amplifié avant de pouvoir être détecté. Et ceci est réalisé par le "réaction en chaîne de la polymérase», C'est ce que signifie la PCR.

Le processus implique des cycles répétés sur une plage de températures entre 50 ° C et 90 ° C. Au cours de chaque cycle, la quantité d'ADN double, donc après 30 cycles, plus d'un milliard de copies du matériel viral peuvent être créées à partir d'un seul brin de matière de départ. Le matériel amplifié est ensuite détecté avec des marqueurs fluorescents qui se fixent aux séquences d'ADN viral.

En tant que telle, la PCR est une technique très sensible, mais elle nécessite des matériaux et des équipements spécialisés pour fonctionner. C'est pourquoi les tests sont envoyés dans un laboratoire et il faut un jour ou deux pour obtenir le résultat.

Le deuxième test commun est le test d'écoulement latéral (LFT). Ceux-ci fonctionnent en détectant des fragments de coquilles de protéines virales. Des anticorps qui se lient au virus sont intégrés dans les bandelettes des LFT. Ces anticorps sont marqués avec de minuscules particules d'or, qui apparaissent en rouge, ce qui vous permet de les voir sur le dispositif de test. Les anticorps marqués s'accumulent sur des bandes distinctes sur le LFT selon que le virus est présent ou non.

Les LFT sont rapides, bon marché et faciles à utiliser, ce qui les rend idéaux pour les tests en communauté et à domicile. Mais ils sont loin d'être aussi sensible comme les tests PCR - ils n'identifieront que les personnes ayant une charge virale élevée. Cela signifie que de nombreuses personnes infectées obtiendront un faux résultat négatif à la suite de ces tests.

Tests CoroNaspresso

Idéalement, nous avons besoin d'un test à domicile aussi facile à utiliser que les LFT mais aussi sensible que le test PCR. Un excellent candidat est une méthode appelée amplification isotherme à médiation par boucle (lampe). Cela fonctionne selon des principes très similaires à la PCR, produisant plusieurs copies du matériel génétique de départ - que vous pouvez obtenir à partir d'un écouvillon - mais présente certains avantages clés.

Par exemple, il peut être combiné avec une «lecture couleur» pratique. Lorsque la réaction de la lampe se produit, elle provoque une augmentation de l'acidité de l'échantillon. Cela signifie que vous pouvez ajouter une substance qui change de couleur en fonction de la valeur du pH dans le mélange réactionnel, fournissant une indication visuelle d'un résultat positif ou négatif. Un autre avantage est que les réactions de lampe sont effectuées à une température fixe (environ 65 ° C) au lieu de nécessiter un cycle constant à travers une plage de températures.

Néanmoins, la lampe a encore besoin d'un contrôle précis de la température. Les systèmes de contrôle de température - qu'ils soient dans une machine PCR, un instrument à lampe ou un four domestique - sont généralement réalisés avec des thermostats électroniques. Cependant, fabriquer et expédier de nouveaux appareils électroniques spécialement conçus pour les tests de lampes à domicile n'est pas pratique (surtout au milieu d'une pandémie). Alors Saggiomo a essayé de trouver un moyen de contourner cela. Il a frappé des substances appelées matériaux à changement de phase qui absorbent l'énergie (chaleur) à mesure qu'ils fondent et maintiennent ainsi une température constante.

Après avoir trouvé une cire faite d'un tel matériau qui fondait exactement à la température requise, Saggiomo s'est mis à construire un dispositif pour loger les tubes de réaction de la lampe et des morceaux de cire. Celui-ci devait ensuite être inséré dans un autre matériau pouvant être chauffé. Le boîtier parfait s'est avéré le regarder en face pendant qu'il préparait son café du matin: des capsules de machine à café Nespresso.

La dernière étape consistait simplement à trouver la bonne façon de chauffer les capsules. Après avoir essayé le lave-vaisselle (cela fonctionnait mais les échantillons ne cessaient de se perdre), le four à micro-ondes (échoué, car les tubes surchauffaient et les couvercles se sont détachés) et les tasses remplies d'eau chaude (pas assez de contrôle sur la température), Saggiomo s'est installé sur une simple casserole d'eau frémissante sur une cuisinière. Le dispositif «CoroNaspresso» résultant, lorsqu'il a été testé par d'autres membres de l'équipe, avec des écouvillons de six personnes, a correctement identifié trois cas de COVID-19 (ceux-ci avaient une couleur différente des tests négatifs).

Test de covid à domicile. Tweet de @V_Saggiomo

Le test, y compris les capsules, la cire à changement de phase et les flacons dans lesquels insérer du matériel génétique, serait facile à produire par millions. Les gens pourraient alors chercher du matériel génétique à la maison et chauffer les capsules pour obtenir leurs résultats. Ces appareils sont également bon marché (environ 0.20 €), faciles à fabriquer, faciles à utiliser et largement recyclables. Peut-être que nous verrons bientôt les tests CoroNespresso dans nos maisons, ne les confondez pas avec vos dosettes de café habituelles.

À propos de l’auteur

Marc Lorch, Professeur de communication scientifique et chimie, Université de Hull

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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