Gjennomførbarhet og analytisk ytelse av TestNPass (IVDMD) for CoViD-19-diagnose på spyttprøve (GraphealNpas)

FAKTISK KUNNSKAP OM DIAGNOSTISKE STRATEGIER Faktisk strategi for rask og nøyaktig diagnostikk er sterkt (nesten utelukkende) avhengig av RT-PCR-baserte tester. Det franske vitenskapelige rådet som gir råd til den nasjonale regjeringen i håndteringen av denne epidemien, har den 3. september brakt tilbake treaksepolitikken: "Test - Spor - Isoler" som det sentrale svaret på COVID-19-progresjonen. Denne strategien er også responsen som WHO har fremmet siden mars. Hvis den brukes riktig, gir denne tilnærmingen høy ytelse når det gjelder å identifisere positive tilfeller og oppdage overføringskjeder, og dermed tillater å spesifikt isolere og sette smittsomme pasienter i karantene. Det forventede utfallet er en stoppende epidemi som tillater økonomisk oppgang og beskyttelse av befolkningen.

Økning i franske laboratoriekapasiteter angående deres evne til å utføre de nødvendige testene har blitt oppnådd siden de første dagene av COVID-19. Siden 10. august har vi nådd tempoet på 100.000 daglige tester over hele landet og nådd toppen over 300.000 tester per dag fra og med 26. oktober (Santé Publique Frankrike).

Imidlertid er behovet for å stenge hele den franske befolkningen for andre gang demonstrasjonen av grensene for denne strategien. Problemer kan oppsummeres i noen få hovedpunkter:

• Besværet med å utføre så mange tester som nødvendig over hele det nasjonale territoriet har vist seg vanskelig og tillater ikke kontroll av lokale epidemiske utbrudd
• Gjentatt prøvetaking for asymptomatiske pasienter for å bekrefte viral clearance og mangel på virusutskillelse reiser sterke spørsmål angående dets gjennomførbarhet
• Behovet for prøvetaking av høy kvalitet for RT-PCR-tester som nøyaktig når nasofarynxhulen, krever opplært personale hvis tilgjengelighet er begrenset. Innsamling av vattpinner er fortsatt en viktig flaskehals på landsbasis.
• Viktig forbruk av PPE (personlig verneutstyr) for prøvetakingspersonell gir en unødvendig spenning i forsyningskjedene I lys av disse problemene er det et presserende behov for å gå over fra RT-PCR-tester til nye diagnostiske teknikker som er i stand til å adressere den ovennevnte nøkkelen. problemer. Raske antigene tester blir evaluert og brukt allerede i noen anlegg og i svært kontrollerte omgivelser. Imidlertid har disse testene viktige begrensninger, og deres relativt lave følsomhet i virkelige omgivelser (rundt 60 % av positiv avtale med RT-PCR for best-ytende tester) er et problem som må løses raskt for å unngå å sette innsatsen i fare for å utbredte tester og bevar offentlig tillit. Dessuten gir Rapid Antigenic Tests resultater på 15 til 30 minutter, mye raskere enn tradisjonell RT-PCR, men fortsatt utilstrekkelig for massiv befolkningstesting på overfylte steder og offentlige samlinger (flyplasser, show og sportsbegivenheter).

OM MEDISINSK UTSTYR

Vincent BOUCHIAT er en teamleder, tidligere forskningssenior og hovedetterforsker fra det franske vitenskapsbyrået CNRS innen materialvitenskap og fysikk, og han etablerte i 2019 en oppstart (Grapheal) i Grenoble for å oppgradere sitt grunnleggende arbeid med de unike egenskapene av grafen, som tillater syntese av elektroniske polymerer med biokompatibilitet og biologisk deteksjonskapasitet. Dette arbeidet er patentbeskyttet i samarbeid med lokalt universitet (UGA) som gir bærekraft i utviklingen av slik teknologi.

Siden mars 2020 har Grapheal jobbet med en engangsspesifikk biosensor kalt 'TestNPass digital Covid Ag-teststrimmel' som dermed muliggjør rask påvisning av SARS-CoV-2. Denne biosensoren bruker elektronisk deteksjon av den biokjemiske matchingen mellom spesifikke antistoffer rettet mot viruset. Dokking av viruset av stabiliserte antistoffer fører til en endring i konduktansen i sensorens elektroniske krets, lik Seo og kollegas arbeid. Denne variasjonen i elektrisk konduktans måles av en ultraportabel og autonom krets som kan pares med enten en datamaskin eller en smarttelefon for å bli videre analysert.

Konseptbevis for enheten har blitt realisert ved in vitro-eksperimenter som har satt sammen kommersielle prøver som inneholder rekombinante strukturelle proteiner av SARS-CoV-2-viruset med deteksjonselektrodene til den antigene engangsteststrimmelen etter fortynning i en saltvannsløsning (PBS). Testede prøver med Nucleocapsid- og Spike-proteiner var i stand til å utløse en endring i konduktans, og dermed muliggjøre deteksjon av det virale surrogatet. Proteinkonsentrasjoner er justert for å matche in vivo-konsentrasjoner, og et viktig arbeid har blitt utført for å sikre at signalbehandlingen er robust, pålitelig og repeterbarhet av tiltaket.

Kryptering av resultatet i de innebygde behandlingskretsene til enheten gjør det mulig å utvikle en enhet som er fullstendig kompatibel med beskyttelse av personopplysninger og gir GDPR-samsvar fra starten av.

MULIGHET OG TIDLIGERE ERFARING MED INVOLVERT LAG:

Teamet fra Grapheal er vert i BioPolis inkubatoranlegg, som tilstedeværelse nær Grenoble Teaching Hospital (CHUGA) muliggjør smale samarbeid. Denne oppstarten fremhever ytelsen til biosensorteknologier basert på grafenpolymerer. Grapheal-teamet har 7 medlemmer, alle med doktorgrad i biologiske vitenskaper eller fysikk. Teamet ledes av Vincent BOUCHIAT, som er en tidligere hovedetterforsker fra det franske nasjonale byrået for vitenskapelig forskning (CNRS). Teamet har blitt belønnet med priser og belønninger, blant annet i-lab 2020-konkurransen holdt av det franske departementet for vitenskapelig forskning og høyere utdanning for innovative teknologier.

For dette prosjektet har teamet slått seg sammen med spesialister på IVD og medisinsk utstyr samt kunnskapsrik støtte fra reguleringsspesialister. Til syvende og sist har teamet bedt om hjelp fra virologiteamet fra Grenoble universitetssykehus (CHUGA) for å sette opp den nåværende proof-of-concept-studien, den første i sitt slag som skal utføres i prøver fra mennesker.

Virologiteamet fra Grenoble Universitetssykehus (CHUGA) er en pioner innen utvikling av molekylærbaserte analyser for virusdiagnostikk. Noen av de nå klassiske PCR og RT-PCR som er mye brukt for rutinediagnostikk i Frankrike, er satt opp i teamet og laboratoriet vårt. Disse teknikkene og PCR-settene som nå er merket av BioMérieux-selskapet, er utviklet av samarbeidspartnere fra laboratoriet vårt, og gir oss dermed bred erfaring innen diagnostisk teknikk og molekylærbaserte teknologier.

Diagnostikken av SARS-CoV-2-infeksjon er utført i laboratoriet vårt siden pandemiens tidlige dager. Vi har hatt å gjøre med de aller første infiserte pasientene fra Frankrike så tidlig som 8. februar 2020. Diagnostikken til disse pasientene har blitt kraftig forbedret siden den gang, og SAR-CoV-2-deteksjon utføres nå som en vanlig daglig test med en enestående hastighet. Sammen med utviklingen av banebrytende teknikker, inkludert pseudovirusnøytraliseringsanalyser, har teamet vårt nå en svært dyktig ekspertise på spørsmål om COVID-19.

Både mikrobiologiske og kliniske team fra CHUGA har produsert forskningsprosjekter og data om COVID-19-pandemien. Mer enn 10 kliniske studier er satt opp og halvparten av disse protokollene registrerer nå pasienter på daglig basis. En av disse har stengt etter inkludering av mer enn 200 fag. I tillegg er det utviklet samarbeid for å nå mer enn 50 delte forskningsprosjekter med samarbeidspartnere i Frankrike. Blant disse har de landsdekkende prosjektene DISCoVery og French-COVID vært hovedprotokoller der vi matchet forventede mål.

Til sammen er disse tidligere erfaringene nøkkelen til fremtidig suksess i denne studien.

FORSKNINGSHYPOTESE

Den nåværende studien har et hovedmål å demonstrere gjennomførbarheten til Grapheal TestNPass-enheten for nøyaktig å skille SARS-CoV-2-infeksjoner i en testet populasjon. Hvis den er avgjørende, kan den evaluerte testen bidra til å oppdage og derfor begrense spredningen av viruset på nasjonalt territorium.

Rothypotesen er som følger: bindingen mellom antistoffet rettet mot virale proteiner og viruset i seg selv er nok til å generere i en grafenbase-halvleder en endring i konduktans som er målbar og repeterbar. Denne elektriske strømmen kan derfor brukes som et surrogat for virusinfeksjon, virusutskillelse og virusinfeksjon. Oppnådd resultat som en elektrisk impuls, vil den enkelt overføres til en enhet for digital visning.

Samtidig vil denne studien bringe frem noen av følgende elementer:

• Viktig informasjon om ergonomien til enheten for fremtidig utvikling og forbedring. Denne studien er den første bruken utenfor Grapheals team, og tilbakemeldingene fra brukerne vil være til stor hjelp for å støtte fremtidig utvikling av enheten.
• Foreløpige data om analytiske ytelser. Vil hovedmålet med denne studien være å demonstrere gjennomførbarheten av COVID-19-diagnose med enheten, vil nøkkelytelsesdato som sensitivitet, spesifisitet, positiv avtale og negativ avtale bli estimert. Dette vil tjene som et sterkt grunnlag for både fremtidige studier og godkjenning fra reguleringsorganer