Viabilidade e desempenho analítico do TestNPass (IVDMD) para diagnóstico de CoViD-19 em amostras de saliva (GraphealNpas)

CONHECIMENTO REAL SOBRE ESTRATÉGIAS DE DIAGNÓSTICO A estratégia real para um diagnóstico rápido e preciso depende fortemente (quase exclusivamente) de testes baseados em RT-PCR. O Conselho Científico francês que assessora o governo nacional na gestão desta epidemia trouxe de volta em 3 de setembro a política de três eixos: "Testar - Rastrear - Isolar" como resposta central à progressão do COVID-19. Esta estratégia é também a resposta promovida pela OMS desde março. Se bem aplicada, essa abordagem permite alto desempenho na identificação de casos positivos e detecção de cadeias de transmissão, permitindo isolar e colocar em quarentena especificamente pacientes infecciosos. O resultado esperado é a contenção da epidemia, permitindo a recuperação econômica e a proteção das populações.

O aumento das capacidades dos laboratórios franceses em relação à capacidade de realizar os testes necessários foi alcançado desde os primeiros dias do COVID-19. Desde 10 de agosto, atingimos o ritmo de 100.000 testes diários em todo o país e superamos os 300.000 testes por dia a partir de 26 de outubro (Santé Publique France).

No entanto, a necessidade de confinar toda a população francesa pela segunda vez é a demonstração dos limites dessa estratégia. Os problemas podem ser resumidos em alguns pontos-chave:

• O incômodo de realizar quantos exames forem necessários em todo o território nacional tem se mostrado difícil e não permite o controle de surtos epidêmicos locais
• A amostragem repetitiva para pacientes assintomáticos para confirmar a depuração viral e a falta de excreção viral levanta fortes questões sobre sua viabilidade
• A necessidade de amostragem de alta qualidade para testes de RT-PCR atingindo com precisão a cavidade nasofaríngea requer pessoal treinado cuja disponibilidade é limitada. A coleta de swab continua sendo um importante gargalo em todo o país.
• O consumo importante de EPI (equipamento de proteção individual) para a equipe de amostragem adiciona uma tensão desnecessária nas cadeias de suprimentos À luz dessas questões, há uma necessidade urgente de transição dos testes RT-PCR para novas técnicas de diagnóstico capazes de abordar a chave acima mencionada problemas. Testes antigênicos rápidos já estão sendo avaliados e usados ​​em algumas instalações e em ambientes muito controlados. No entanto, esses testes têm limitações importantes e sua sensibilidade relativamente baixa no cenário da vida real (cerca de 60% de concordância positiva com RT-PCR para testes de melhor desempenho) é um problema que precisa ser resolvido rapidamente para evitar comprometer os esforços feitos para testes generalizados e manter a confiança do público. Além disso, os Testes Rápidos Antigênicos fornecem resultados em 15 a 30 minutos, muito mais rápido que o RT-PCR tradicional, mas ainda inadequados para testes populacionais massivos em locais lotados e públicos (aeroportos, shows e eventos esportivos).

SOBRE O DISPOSITIVO MÉDICO ENVOLVIDO

Vincent BOUCHIAT é líder de equipe, ex-pesquisador sênior e investigador principal da agência científica francesa CNRS no campo de ciência e física de materiais, e estabeleceu em 2019 uma start-up (Grapheal) em Grenoble para atualizar seu trabalho fundamental nas propriedades únicas de grafeno, permitindo a síntese de polímeros eletrônicos com biocompatibilidade e capacidade de detecção biológica. Este trabalho é protegido por patente em cooperação com a universidade local (UGA) que garante sustentabilidade no desenvolvimento dessa tecnologia.

Desde março de 2020, a Grapheal trabalha em um biossensor específico de uso único chamado 'TestNPass digital Covid Ag test strip', permitindo assim a detecção rápida do SARS-CoV-2. Este biossensor usa a detecção eletrônica da correspondência bioquímica entre anticorpos específicos direcionados contra o vírus. O encaixe do vírus por anticorpos estabilizados leva a uma mudança na condutância dentro do circuito eletrônico do sensor, semelhante ao trabalho de Seo e colegas. Essa variação da condutância elétrica é medida por um circuito ultraportátil e autônomo que pode ser emparelhado com um computador ou smartphone para ser analisado posteriormente.

A prova de conceito do dispositivo foi realizada por experimentos in vitro reunindo amostras comerciais contendo proteínas estruturais recombinantes do vírus SARS-CoV-2 com os eletrodos de detecção da tira de teste antigênica descartável após diluição em solução salina (PBS). As amostras testadas com as proteínas Nucleocapsid e Spike foram capazes de desencadear uma mudança na condutância, permitindo assim a detecção do substituto viral. As concentrações de proteína foram ajustadas para corresponder às concentrações in vivo e um trabalho importante foi realizado para garantir que o processamento do sinal seja robusto, confiável e repetitivo da medida.

A criptografia do resultado nos circuitos de processamento integrados do dispositivo permite o desenvolvimento de um dispositivo totalmente compatível com a proteção de dados pessoais e com conformidade com o GDPR desde o início.

VIABILIDADE E EXPERIÊNCIA DAS EQUIPES ENVOLVIDAS:

A equipe da Grapheal está hospedada nas instalações da incubadora BioPolis, cuja presença próxima ao Hospital Universitário de Grenoble (CHUGA) permite colaborações estreitas. Esta start-up destaca os desempenhos das tecnologias de biodetecção baseadas em polímeros de grafeno. A equipa Grapheal é composta por 7 membros, todos doutorados em ciências biológicas ou física. A equipe é liderada por Vincent BOUCHIAT, ex-investigador principal da Agência Nacional Francesa de Pesquisa Científica (CNRS). A equipe recebeu prêmios e recompensas, entre os quais o concurso i-lab 2020 realizado pelo Ministério Francês de Pesquisa Científica e Ensino Superior para tecnologias inovadoras.

Para este projeto, a equipe uniu forças com especialistas em IVD e dispositivos médicos, bem como com o apoio de especialistas em regulamentação. Por fim, a equipe solicitou a ajuda da equipe de virologia do Grenoble University Hospital (CHUGA) para configurar o presente estudo de prova de conceito, o primeiro do gênero a ser realizado em amostras humanas.

A equipe de virologia do hospital da Universidade de Grenoble (CHUGA) é pioneira no desenvolvimento de ensaios moleculares para diagnóstico viral. Alguns dos agora clássicos PCR e RT-PCR amplamente utilizados para diagnóstico de rotina na França foram configurados em nossa equipe e laboratório. Estas técnicas e kits de PCR agora da marca BioMérieux foram desenvolvidos por colaboradores do nosso laboratório, dotando-nos assim de uma vasta experiência em técnica de diagnóstico e tecnologias de base molecular.

O diagnóstico da infecção por SARS-CoV-2 é realizado em nosso laboratório desde os primórdios da pandemia. Temos lidado com os primeiros pacientes infectados da França desde 8 de fevereiro de 2020. O diagnóstico desses pacientes melhorou muito desde então e a detecção do SAR-CoV-2 agora é realizada como um teste diário regular a uma taxa sem precedentes. Juntamente com o desenvolvimento de técnicas de ponta, incluindo ensaios de neutralização de pseudovírus, nossa equipe agora possui uma experiência altamente qualificada em relação às questões do COVID-19.

As equipes microbiológicas e clínicas do CHUGA têm produzido projetos de pesquisa e dados sobre a pandemia de COVID-19. Mais de 10 estudos clínicos foram realizados e metade desses protocolos agora inclui pacientes diariamente. Um deles fechou após a inclusão de mais de 200 sujeitos. Além disso, a cooperação foi desenvolvida para alcançar mais de 50 projetos de pesquisa compartilhados com colaboradores na França. Entre eles, os projetos nacionais DISCoVery e French-COVID foram os principais protocolos em que atingimos as metas esperadas.

Ao todo, essas experiências passadas são a chave para o sucesso futuro no presente estudo.

PESQUISAR HIPÓTESES

O presente estudo tem como objetivo principal demonstrar a viabilidade do dispositivo Grapheal TestNPass para distinguir com precisão as infecções por SARS-CoV-2 em uma população testada. Se conclusivo, o teste avaliado pode ajudar a detectar e, assim, limitar a propagação do vírus no território nacional.

A hipótese raiz é a seguinte: a ligação entre o anticorpo dirigido contra as proteínas virais e o próprio vírus é suficiente para gerar dentro de um semicondutor à base de grafeno uma mudança de condutância mensurável e repetível. Esta corrente elétrica pode, portanto, ser usada como substituto da infecção viral, excreção viral e infecciosidade viral. O resultado obtido sendo um impulso elétrico, será facilmente transferido para um dispositivo de exibição digital.

Simultaneamente, o presente estudo irá trazer à luz alguns dos seguintes elementos:

• Informações cruciais sobre a ergonomia do dispositivo para futuro desenvolvimento e melhoria. Sendo este estudo o primeiro uso fora da equipe da Grapheal, os feedbacks dos usuários serão de grande ajuda para apoiar o desenvolvimento futuro do dispositivo.
• Dados preliminares sobre desempenhos analíticos. Se o principal objetivo do presente estudo for demonstrar a viabilidade do diagnóstico de COVID-19 com o dispositivo, serão estimadas as principais datas de desempenho, como sensibilidade, especificidade, concordância positiva e concordância negativa. Isso servirá como uma base sólida para estudos futuros e aprovação de agências reguladoras