TestNPassin (IVDMD) toteutettavuus ja analyyttinen suorituskyky CoViD-19-diagnoosissa sylkinäytteessä (GraphealNpas)

TODELLISET TIEDOT DIAGNOSTIISISTA STRATEGIISTA Todellinen nopean ja tarkan diagnoosin strategia perustuu suurelta osin (melkein yksinomaan) RT-PCR-pohjaisiin testeihin. Ranskan tiedelautakunta, joka neuvoo kansallista hallitusta tämän epidemian hallinnassa, on palauttanut syyskuun 3. päivänä kolmiakselisen politiikan: "Testaa - Seuraa - Eristä" keskeiseksi vastaukseksi COVID-19:n etenemiseen. Tämä strategia on myös WHO:n maaliskuusta lähtien edistämä vastaus. Oikein käytettynä tämä lähestymistapa mahdollistaa korkean suorituskyvyn positiivisten tapausten tunnistamisessa ja tartuntaketjujen havaitsemisessa, mikä mahdollistaa tarttuvien potilaiden spesifisen eristämisen ja karanteeniin. Odotettu lopputulos on pysähtynyt epidemia, joka mahdollistaa talouden elpymisen ja väestönsuojelun.

Ranskan laboratorioiden valmiudet suorittaa vaaditut testit ovat lisääntyneet COVID-19:n alkuajoista lähtien. Elokuun 10. päivästä lähtien olemme saavuttaneet 100 000 päivittäisen testin vauhdin valtakunnallisesti ja huippunsa yli 300 000 testejä päivässä 26. lokakuuta alkaen (Santé Publique France).

Tarve sulkea koko Ranskan väestö toisen kerran on kuitenkin osoitus tämän strategian rajoista. Ongelmat voidaan tiivistää muutamaan keskeiseen kohtaan:

• Tarvittavien testien suorittaminen koko kansallisella alueella on osoittautunut vaikeaksi, eikä se mahdollista paikallisten epidemioiden hallintaa.
• Toistuva näytteenotto oireettomille potilaille viruksen puhdistuman ja viruksen leviämisen puutteen varmistamiseksi herättää vahvoja kysymyksiä sen toteutettavuudesta
• Laadukkaan näytteenoton tarve RT-PCR-testeille, jotka saavuttavat tarkasti nenänielun ontelon, vaatii koulutettua henkilökuntaa, jonka saatavuus on rajallinen. Vanupuikkojen kerääminen on edelleen tärkeä pullonkaula valtakunnallisesti.
• Näytteenottohenkilöstön henkilösuojaimien (henkilösuojaimien) merkittävä kulutus lisää tarpeettomia jännitteitä toimitusketjuihin. Näiden ongelmien valossa on kiireellisesti siirryttävä RT-PCR-testeistä uusiin diagnostisiin tekniikoihin, jotka pystyvät ratkaisemaan edellä mainitun keskeisen ongelman. ongelmia. Nopeita antigeenitestejä arvioidaan ja käytetään jo joissakin tiloissa ja erittäin valvotuissa olosuhteissa. Näillä testeillä on kuitenkin merkittäviä rajoituksia, ja niiden suhteellisen alhainen herkkyys tosielämässä (noin 60 % positiivisesta yhteisymmärryksestä RT-PCR:n kanssa parhaiten suoriutuvien testien osalta) on ongelma, johon on puututtava nopeasti, jotta ei vaaranneta ponnisteluja laajalle levinneitä testejä ja säilyttää yleisön luottamus. Lisäksi nopeat antigeenitestit antavat tuloksia 15–30 minuutissa, paljon nopeammin kuin perinteinen RT-PCR, mutta silti riittämätön massiivisiin väestötesteihin ruuhkaisissa paikoissa ja julkisissa kokoontumisissa (lentokentillä, esityksissä ja urheilutapahtumissa).

TIETOJA KÄYTTÖÖN LIITTYVÄSTÄ LÄÄKINTÄLAITTEISTA

Vincent BOUCHIAT on tutkimusryhmän johtaja, entinen vanhempi tutkija ja päätutkija ranskalaisesta tiedevirastosta CNRS materiaalitieteen ja fysiikan alalla, ja hän perusti vuonna 2019 start-up-yrityksen (Grapheal) Grenobleen kierrättääkseen hänen perustavanlaatuista työtään ainutlaatuisten ominaisuuksien parissa. grafeenia, mikä mahdollistaa bioyhteensopivien elektronisten polymeerien synteesin ja biologisen havaitsemiskyvyn. Tämä työ on patenttisuojattu yhteistyössä paikallisen yliopiston (UGA) kanssa, joka takaa kestävän kehityksen tällaisen teknologian kehittämisessä.

Maaliskuusta 2020 lähtien Grapheal on työskennellyt kertakäyttöisen biosensorin, nimeltä "TestNPass Digital Covid Ag -testiliuska", parissa, mikä mahdollistaa SARS-CoV-2:n nopean havaitsemisen. Tämä biosensori käyttää viruksen vastaisten spesifisten vasta-aineiden välisen biokemiallisen vastaavuuden elektronista havaitsemista. Viruksen kiinnittyminen stabiloituihin vasta-aineisiin johtaa muutokseen konduktanssissa anturin elektroniikkapiirissä, kuten Seon ja kollegan työssä. Tätä sähkönjohtavuuden vaihtelua mitataan ultrakannettavalla ja autonomisella piirillä, joka voidaan yhdistää joko tietokoneen tai älypuhelimen kanssa analysointia varten.

Laitteen konsepti on todistettu in vitro -kokeilla, joissa on koottu kaupallisia näytteitä, jotka sisältävät SARS-CoV-2-viruksen rekombinanttirakenneproteiineja kertakäyttöisen antigeenisen testiliuskan tunnistuselektrodien kanssa suolaliuokseen (PBS) laimentamisen jälkeen. Testatut näytteet nukleokapsidi- ja piikkiproteiineilla pystyivät laukaisemaan muutoksen konduktanssissa, mikä mahdollisti viruksen korvikkeen havaitsemisen. Proteiinipitoisuudet on säädetty vastaamaan in vivo -pitoisuuksia, ja tärkeä työ on suoritettu sen varmistamiseksi, että signaalinkäsittely on vankka, luotettava ja mittauksen toistettavuus.

Tuloksen salaus laitteen sisäisissä prosessointipiireissä mahdollistaa sellaisen laitteen kehittämisen, joka on täysin henkilötietosuojan mukainen ja GDPR-yhteensopivuus alusta alkaen.

OSALLISTUJIEN TIIMIEN TOTEUTETTAVUUS JA AIKEMINEN KOKEMUS:

Grapheal-tiimi isännöi BioPolis-hautomolaitoksessa, jonka sijainti lähellä Grenoble Teaching Hospitalia (CHUGA) mahdollistaa kapean yhteistyön. Tämä start-up korostaa grafeenipolymeereihin perustuvien biosensing-tekniikoiden suorituskykyä. Grapheal-tiimissä on 7 jäsentä, joilla kaikilla on tohtorintutkinto biologisista tieteistä tai fysiikasta. Ryhmää johtaa Vincent BOUCHIAT, joka on entinen päätutkija Ranskan kansallisesta tieteellisestä tutkimustoimistosta (CNRS). Tiimille on myönnetty palkintoja ja palkintoja, kuten Ranskan tieteellisen tutkimuksen ja korkeakoulutusministeriön i-lab 2020 -kilpailu innovatiivisista teknologioista.

Tässä projektissa tiimi on yhdistänyt voimansa IVD:n ja lääkinnällisten laitteiden asiantuntijoiden kanssa sekä asiantuntevan tuen sääntelyasiantuntijoilta. Viime kädessä ryhmä on pyytänyt apua Grenoble University Hospitalin (CHUGA) virologiaryhmältä tämän konseptin todistetustiimin laatimiseksi, joka on ensimmäinen laatuaan ihmisnäytteillä suoritettava.

Grenoblen yliopistollisen sairaalan (CHUGA) virologiaryhmä on edelläkävijä virusdiagnostiikkaan tarkoitettujen molekyylipohjaisten määritysten kehittämisessä. Jotkut nyt klassisista PCR- ja RT-PCR-menetelmistä, joita käytetään laajasti rutiinidiagnostiikassa Ranskassa, on otettu käyttöön tiimissämme ja laboratoriossamme. Nämä tekniikat ja PCR-sarjat, joita nyt BioMérieux-yhtiö on valmistanut, ovat kehittäneet laboratoriomme yhteistyökumppanit, mikä antaa meille laajan kokemuksen diagnostisista tekniikoista ja molekyylipohjaisista teknologioista.

SARS-CoV-2-infektion diagnostiikkaa on tehty laboratoriossamme pandemian alkupäivistä lähtien. Olemme olleet tekemisissä ensimmäisten tartunnan saaneiden potilaiden kanssa Ranskasta jo 8.2.2020. Näiden potilaiden diagnostiikka on parantunut huomattavasti sen jälkeen, ja SAR-CoV-2-detektio suoritetaan nyt säännöllisenä päivittäisenä testinä ennennäkemättömällä nopeudella. Uusimpien tekniikoiden, mukaan lukien pseudovirusneutralointimääritykset, kehittämisen ohella tiimillämme on nyt erittäin ammattitaitoista COVID-19-kysymyksiä koskevaa asiantuntemusta.

Sekä CHUGAn mikrobiologiset että kliiniset tiimit ovat tuottaneet tutkimusprojekteja ja dataa COVID-19-pandemiasta. Yli 10 kliinistä tutkimusta on perustettu, ja puolet näistä protokollista ottaa nyt potilaita päivittäin. Yksi niistä on suljettu yli 200 kohteen sisällyttämisen jälkeen. Lisäksi yhteistyötä on kehitetty yli 50 yhteisen tutkimusprojektin saavuttamiseksi ranskalaisten yhteistyökumppaneiden kanssa. Näistä valtakunnalliset DISCoVery- ja French-COVID-projektit ovat olleet tärkeimpiä protokollia, joissa olemme saavuttaneet odotetut tavoitteet.

Kaiken kaikkiaan nämä aiemmat kokemukset ovat avain tulevan menestyksen kannalta tässä tutkimuksessa.

TUTKIMUSHYPOTEESI

Tämän tutkimuksen päätavoitteena on osoittaa Grapheal TestNPass -laitteen toteutettavuus erottaa tarkasti SARS-CoV-2-infektiot testatussa populaatiossa. Jos arvioitu testi on ratkaiseva, se voisi auttaa havaitsemaan ja siten rajoittamaan viruksen leviämistä kansallisella alueella.

Juurihypoteesi on seuraava: virusproteiineja vastaan ​​suunnatun vasta-aineen ja itse viruksen välinen sidos on riittävä synnyttämään grafeeniemäspuolijohteen sisällä mitattavissa olevan ja toistettavissa olevan muutoksen konduktanssissa. Tätä sähkövirtaa voidaan siksi käyttää virusinfektion, viruksen leviämisen ja viruksen tarttuvuuden korvikkeena. Saatu tulos on sähköimpulssi, joka siirretään helposti digitaalisen näytön laitteeseen.

Samalla tämä tutkimus tuo esiin joitain seuraavista seikoista:

• Tärkeää tietoa laitteen ergonomiasta tulevaa kehitystä ja parantamista varten. Tämä tutkimus on ensimmäinen käyttökerta Grapheal-tiimin ulkopuolella, joten käyttäjien palautteet auttavat suuresti tukemaan laitteen tulevaa kehitystä.
• Alustavat tiedot analyyttisistä suorituksista. Onko tämän tutkimuksen päätavoitteena demonstroida COVID-19-diagnoosin toteutettavuus laitteella, arvioidaan keskeinen suorituspäivä, kuten herkkyys, spesifisyys, positiivinen ja negatiivinen sopimus. Tämä toimii vahvana perustana sekä tuleville tutkimuksille että sääntelyvirastojen hyväksynnälle