Viabilidad y rendimiento analítico de TestNPass (IVDMD) para el diagnóstico de CoViD-19 en muestras de saliva (GraphealNpas)

CONOCIMIENTO REAL SOBRE ESTRATEGIAS DE DIAGNÓSTICO La estrategia real para un diagnóstico rápido y preciso se basa en gran medida (casi exclusivamente) en pruebas basadas en RT-PCR. El Consejo Científico Francés que asesora al gobierno nacional en el manejo de esta epidemia ha vuelto a traer el 3 de septiembre la política de tres ejes: "Probar - Seguir - Aislar" como la respuesta central a la progresión de COVID-19. Esta estrategia es también la respuesta impulsada por la OMS desde marzo. Si se aplica correctamente, este enfoque permite un alto rendimiento en la identificación de casos positivos y la detección de cadenas de transmisión, lo que permite aislar y poner en cuarentena específicamente a los pacientes infecciosos. El resultado esperado es una epidemia que se detenga y permita la recuperación económica y la protección de las poblaciones.

El aumento de las capacidades de los laboratorios franceses con respecto a su capacidad para realizar las pruebas requeridas se ha logrado desde los primeros días de COVID-19. Desde el 10 de agosto hemos alcanzado el ritmo de 100.000 pruebas diarias a nivel nacional y superamos las 300.000 pruebas por día a partir del 26 de octubre (Santé Publique France).

Sin embargo, la necesidad de encerrar a toda la población francesa por segunda vez es la demostración de los límites de esta estrategia. Los problemas se pueden resumir en algunos puntos clave:

• La molestia de realizar tantas pruebas como sea necesario en todo el territorio nacional ha resultado difícil y no permite controlar los brotes epidémicos locales.
• El muestreo repetitivo de pacientes asintomáticos para confirmar la eliminación viral y la falta de diseminación viral plantea fuertes dudas con respecto a su viabilidad.
• La necesidad de muestras de alta calidad para pruebas de RT-PCR que alcancen con precisión la cavidad nasofaríngea requiere personal capacitado cuya disponibilidad es limitada. La recolección de hisopos sigue siendo un cuello de botella importante en todo el país.
• El importante consumo de EPP (equipo de protección personal) para el personal de muestreo agrega una tensión innecesaria en las cadenas de suministro A la luz de estos problemas, existe una necesidad urgente de pasar de las pruebas de RT-PCR a nuevas técnicas de diagnóstico capaces de abordar la clave mencionada anteriormente problemas. Las pruebas antigénicas rápidas ya se están evaluando y utilizando en algunas instalaciones y en entornos muy controlados. Sin embargo, estas pruebas tienen limitaciones importantes y su sensibilidad relativamente baja en el entorno de la vida real (alrededor del 60 % de concordancia positiva con RT-PCR para las pruebas de mejor rendimiento) es un problema que debe abordarse rápidamente para evitar poner en peligro los esfuerzos realizados para pruebas generalizadas y mantener la confianza del público. Además, las pruebas antigénicas rápidas brindan resultados en un tiempo de 15 a 30 minutos, mucho más rápido que la RT-PCR tradicional, pero aún inadecuadas para la prueba de población masiva en lugares concurridos y reuniones públicas (aeropuertos, espectáculos y eventos deportivos).

ACERCA DEL DISPOSITIVO MÉDICO INVOLUCRADO

Vincent BOUCHIAT es líder de equipo, exinvestigador sénior e investigador principal de la agencia científica francesa CNRS en el campo de la ciencia de los materiales y la física, y estableció en 2019 una empresa emergente (Grapheal) en Grenoble para reciclar su trabajo fundamental sobre las propiedades únicas. de grafeno, permitiendo la síntesis de polímeros electrónicos con biocompatibilidad y capacidades de detección biológica. Este trabajo está protegido por patente en cooperación con la universidad local (UGA) que otorga sostenibilidad en el desarrollo de dicha tecnología.

Desde marzo de 2020, Grapheal trabaja en un biosensor específico de un solo uso denominado 'TestNPass digital Covid Ag test strip' que permite la detección rápida del SARS-CoV-2. Este biosensor utiliza la detección electrónica del emparejamiento bioquímico entre anticuerpos específicos dirigidos contra el virus. El acoplamiento del virus por anticuerpos estabilizados conduce a un cambio en la conductancia dentro del circuito electrónico del sensor, similar al trabajo de Seo y su colega. Esta variación en la conductancia eléctrica se mide mediante un circuito ultraportátil y autónomo que se puede emparejar con una computadora o un teléfono inteligente para analizarlo más a fondo.

La prueba de concepto del dispositivo se ha realizado mediante experimentos in vitro que combinan muestras comerciales que contienen proteínas estructurales recombinantes del virus SARS-CoV-2 con los electrodos de detección de la tira de prueba antigénica desechable después de la dilución en una solución salina (PBS). Las muestras analizadas con proteínas Nucleocapsid y Spike pudieron desencadenar un cambio en la conductancia, lo que permitió la detección del sustituto viral. Las concentraciones de proteínas se han ajustado para que coincidan con las concentraciones in vivo y se ha realizado un trabajo importante para garantizar que el procesamiento de la señal sea sólido, fiable y repetible en la medida.

El cifrado del resultado dentro de los circuitos de procesamiento integrados del dispositivo permite el desarrollo de un dispositivo que cumple totalmente con la protección de datos personales y cumple con el RGPD desde el principio.

VIABILIDAD Y EXPERIENCIA PASADA DE LOS EQUIPOS INVOLUCRADOS:

El equipo de Grapheal está alojado en las instalaciones de la incubadora BioPolis, cuya presencia cerca del Hospital Universitario de Grenoble (CHUGA) permite estrechas colaboraciones. Esta puesta en marcha destaca el rendimiento de las tecnologías de biodetección basadas en polímeros de grafeno. El equipo de Grapheal está formado por 7 miembros, todos ellos con doctorados en ciencias biológicas o física. El equipo está dirigido por Vincent BOUCHIAT, ex investigador principal de la agencia nacional francesa para la investigación científica (CNRS). El equipo ha recibido premios y reconocimientos entre los que destaca el concurso i-lab 2020 del Ministerio de Investigación Científica y Educación Superior de Francia para tecnologías innovadoras.

Para este proyecto, el equipo ha unido sus fuerzas con especialistas en IVD y dispositivos médicos, así como con el apoyo experto de especialistas en regulación. En última instancia, el equipo solicitó la ayuda del equipo de virología del Hospital Universitario de Grenoble (CHUGA) para configurar el presente estudio de prueba de concepto, el primero de este tipo que se realiza en muestras humanas.

El equipo de virología del hospital universitario de Grenoble (CHUGA) es pionero en el desarrollo de ensayos de base molecular para el diagnóstico viral. Algunos de los ahora clásicos PCR y RT-PCR ampliamente utilizados para el diagnóstico de rutina en Francia se han establecido dentro de nuestro equipo y laboratorio. Estas técnicas y kits de PCR ahora con la marca de la empresa BioMérieux han sido desarrollados por colaboradores de nuestro laboratorio, otorgándonos así una amplia experiencia en técnicas de diagnóstico y tecnologías de base molecular.

El diagnóstico de la infección por SARS-CoV-2 se realiza dentro de nuestro laboratorio desde los primeros días de la pandemia. Hemos estado lidiando con los primeros pacientes infectados de Francia desde el 8 de febrero de 2020. El diagnóstico de estos pacientes ha mejorado mucho desde entonces y la detección de SAR-CoV-2 ahora se realiza como una prueba diaria regular a un ritmo sin precedentes. Junto con el desarrollo de técnicas de vanguardia que incluyen ensayos de neutralización de pseudovirus, nuestro equipo ahora tiene una experiencia altamente calificada con respecto a las preguntas de COVID-19.

Tanto los equipos microbiológicos como clínicos de CHUGA han estado produciendo proyectos de investigación y datos sobre la pandemia de COVID-19. Se han establecido más de 10 estudios clínicos y la mitad de estos protocolos ahora inscriben pacientes diariamente. Uno de ellos ha cerrado después de la inclusión de más de 200 temas. Además, la cooperación se ha desarrollado para llegar a más de 50 proyectos de investigación compartidos con colaboradores en Francia. Entre ellos, los proyectos nacionales DISCoVery y French-COVID han sido los principales protocolos en los que cumplimos los objetivos esperados.

En conjunto, estas experiencias pasadas son clave para el éxito futuro en el presente estudio.

HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN

El presente estudio tiene como objetivo principal demostrar la viabilidad del dispositivo Grapheal TestNPass para distinguir con precisión las infecciones por SARS-CoV-2 en una población analizada. De ser concluyente, la prueba evaluada podría ayudar a detectar y, por lo tanto, limitar la propagación del virus en el territorio nacional.

La hipótesis de fondo es la siguiente: el enlace entre el anticuerpo dirigido contra las proteínas virales y el propio virus es suficiente para generar dentro de un semiconductor a base de grafeno un cambio en la conductancia que es medible y repetible. Por lo tanto, esta corriente eléctrica se puede utilizar como un sustituto de la infección viral, el desprendimiento viral y la infecciosidad viral. El resultado obtenido es un impulso eléctrico, se transferirá fácilmente a un dispositivo de visualización digital.

Simultáneamente, el presente estudio sacará a la luz algunos de los siguientes elementos:

• Información crucial sobre la ergonomía del dispositivo para futuros desarrollos y mejoras. Al ser este estudio el primer uso fuera del equipo de Grapheal, los comentarios de los usuarios serán de gran ayuda para respaldar el desarrollo futuro del dispositivo.
• Datos preliminares sobre rendimientos analíticos. Si el objetivo principal del presente estudio es demostrar la viabilidad del diagnóstico de COVID-19 con el dispositivo, se estimarán datos clave de rendimiento como la sensibilidad, la especificidad, la concordancia positiva y la concordancia negativa. Esto servirá como una base sólida tanto para futuros estudios como para la aprobación de las agencias reguladoras.