Осуществимость и аналитические характеристики TestNPass (IVDMD) для диагностики CoViD-19 по образцу слюны (GraphealNpas)

АКТУАЛЬНЫЕ ЗНАНИЯ О ДИАГНОСТИЧЕСКИХ СТРАТЕГИЯХ Реальная стратегия быстрой и точной диагностики в значительной степени (почти исключительно) зависит от тестов, основанных на ОТ-ПЦР. Французский научный совет, консультирующий национальное правительство по вопросам борьбы с этой эпидемией, 3 сентября вернул трехосную политику: «Тестирование — отслеживание — изоляция» в качестве основного ответа на прогрессирование COVID-19. Эта стратегия также является мерой реагирования, продвигаемой ВОЗ с марта. При правильном применении этот подход позволяет с высокой эффективностью выявлять положительные случаи и выявлять цепочки передачи, что позволяет специально изолировать и помещать в карантин инфекционных пациентов. Ожидаемый результат — прекращение эпидемии, позволяющее восстановить экономику и защитить население.

Увеличение возможностей французских лабораторий в отношении их способности проводить необходимые тесты было достигнуто с первых дней COVID-19. С 10 августа мы достигли темпа 100 000 ежедневных тестов по всей стране и превысили 300 000. тестов в день по состоянию на 26 октября (Santé Publique France).

Однако необходимость изолировать все население Франции во второй раз является демонстрацией ограниченности этой стратегии. Проблемы можно свести к нескольким ключевым моментам:

• Сложность проведения необходимого количества тестов на всей территории страны оказалась сложной и не позволяет контролировать локальные эпидемические вспышки.
• Повторный отбор проб у бессимптомных пациентов для подтверждения элиминации вируса и отсутствия вирусовыделения вызывает серьезные вопросы относительно его осуществимости.
• Необходимость отбора проб высокого качества для тестов ОТ-ПЦР, точно достигающих носоглоточной полости, требует наличия обученного персонала, доступность которого ограничена. Сбор мазков остается важным узким местом в стране.
• Большое потребление СИЗ (средств индивидуальной защиты) для персонала, занимающегося отбором проб, создает ненужную напряженность в цепочках поставок. В свете этих проблем существует срочная необходимость перехода от тестов ОТ-ПЦР к новым диагностическим методам, способным решить вышеупомянутую ключевую проблему. проблемы. Экспресс-тесты на антигены уже оцениваются и используются в некоторых учреждениях и в строго контролируемых условиях. Тем не менее, эти тесты имеют важные ограничения, и их относительно низкая чувствительность в реальных условиях (около 60% положительного совпадения с ОТ-ПЦР для наиболее эффективных тестов) является проблемой, которую необходимо быстро решить, чтобы не поставить под угрозу усилия, предпринимаемые для широко распространенные тесты и сохранить общественное доверие. Более того, экспресс-тесты на антигены дают результаты через 15–30 минут, что намного быстрее, чем традиционная ОТ-ПЦР, но все же недостаточно для массовых тестов населения в людных местах и ​​общественных местах (аэропорты, шоу и спортивные мероприятия).

О ПРИМЕНЯЕМОМ МЕДИЦИНСКОМ ИЗДЕЛИИ

Винсент БУШИА — руководитель группы, бывший старший научный сотрудник и главный исследователь французского научного агентства CNRS в области материаловедения и физики. В 2019 году он основал стартап (Grapheal) в Гренобле для повторного использования своей фундаментальной работы над уникальными свойствами. графена, что позволяет синтезировать электронные полимеры с биосовместимостью и возможностями обнаружения биологических объектов. Эта работа защищена патентом в сотрудничестве с местным университетом (UGA), что обеспечивает устойчивость в развитии такой технологии.

С марта 2020 года Grapheal работает над одноразовым специальным биосенсором под названием «Цифровая тест-полоска TestNPass Covid Ag», что позволяет быстро обнаруживать SARS-CoV-2. Этот биосенсор использует электронное обнаружение биохимического соответствия между специфическими антителами, направленными против вируса. Стыковка вируса с помощью стабилизированных антител приводит к изменению проводимости электронной схемы датчика, аналогично работе Сео и его коллеги. Это изменение электропроводности измеряется ультрапортативной и автономной схемой, которую можно подключить к компьютеру или смартфону для дальнейшего анализа.

Доказательство концепции устройства было реализовано в экспериментах in vitro, в которых коммерческие образцы, содержащие рекомбинантные структурные белки вируса SARS-CoV-2, были объединены с электродами обнаружения одноразовой антигенной тест-полоски после разведения в физиологическом растворе (PBS). Протестированные образцы с белками Nucleocapsid и Spike смогли вызвать изменение проводимости, что позволило обнаружить суррогат вируса. Концентрации белка были скорректированы, чтобы соответствовать концентрациям in vivo, и была проделана важная работа, чтобы обеспечить надежную и воспроизводимую обработку сигналов.

Шифрование результата во встроенных схемах обработки устройства позволяет разработать устройство, полностью совместимое с защитой персональных данных и соблюдением GDPR с самого начала.

ОСУЩЕСТВИМОСТЬ И ПРОШЛЫЙ ОПЫТ ПРИВЛЕЧЕННЫХ КОМАНД:

Команда Grapheal размещается в инкубаторе BioPolis, который находится рядом с Гренобльской клинической больницей (CHUGA), что позволяет тесно сотрудничать. Этот стартап подчеркивает эффективность технологий биодатчиков на основе графеновых полимеров. В команде Grapheal 7 человек, все они имеют докторскую степень в области биологических наук или физики. Команду возглавляет Винсент БУШИА, бывший главный исследователь французского национального агентства научных исследований (CNRS). Команда была награждена призами и наградами, среди которых конкурс инновационных технологий i-lab 2020, проводимый Министерством научных исследований и высшего образования Франции.

Для этого проекта команда объединила свои усилия со специалистами IVD и медицинских устройств, а также квалифицированную поддержку со стороны специалистов по регулированию. В конечном итоге команда обратилась за помощью к группе вирусологов из Университетской больницы Гренобля (CHUGA), чтобы организовать настоящее исследование, подтверждающее концепцию, первое в своем роде исследование, проведенное на образцах человека.

Группа вирусологов из больницы Гренобльского университета (CHUGA) является пионером в разработке молекулярных тестов для диагностики вирусов. Некоторые из ставших уже классическими методов ПЦР и ОТ-ПЦР, широко используемых для рутинной диагностики во Франции, были внедрены в нашей команде и в нашей лаборатории. Эти методики и наборы для ПЦР, выпускаемые в настоящее время под торговой маркой компании BioMérieux, были разработаны сотрудниками нашей лаборатории, что дало нам большой опыт в области диагностических методов и молекулярных технологий.

Диагностика инфекции SARS-CoV-2 проводится в нашей лаборатории с первых дней пандемии. Уже 8 февраля 2020 года мы имеем дело с самыми первыми инфицированными пациентами из Франции. С тех пор диагностика этих пациентов значительно улучшилась, и теперь обнаружение SAR-CoV-2 проводится в виде регулярного ежедневного теста с беспрецедентной частотой. Наряду с разработкой передовых методов, включая анализы нейтрализации псевдовирусов, наша команда в настоящее время обладает высококвалифицированным опытом в отношении вопросов, связанных с COVID-19.

Как микробиологические, так и клинические группы из CHUGA занимаются исследовательскими проектами и данными о пандемии COVID-19. Было проведено более 10 клинических исследований, и половина этих протоколов в настоящее время включает пациентов ежедневно. Один из них закрылся после включения более 200 предметов. Кроме того, было налажено сотрудничество для реализации более 50 совместных исследовательских проектов с сотрудниками во Франции. Среди них общенациональные проекты DISCoVery и French-COVID были основными протоколами, в которых мы достигли ожидаемых целей.

В целом, этот прошлый опыт является ключом к будущему успеху в настоящем исследовании.

НАУЧНАЯ ГИПОТЕЗА

Основная цель настоящего исследования — продемонстрировать возможности устройства Grapheal TestNPass для точного выявления инфекций SARS-CoV-2 в тестируемой популяции. В случае положительного результата оцениваемый тест может помочь обнаружить и, следовательно, ограничить распространение вируса на территории страны.

Основная гипотеза такова: связи между антителом, направленным против вирусных белков, и самим вирусом достаточно, чтобы вызвать внутри полупроводника на основе графена изменение проводимости, которое можно измерить и воспроизвести. Таким образом, этот электрический ток можно использовать в качестве суррогата вирусной инфекции, выделения вируса и вирусной инфекционности. Полученный результат, представляющий собой электрический импульс, легко будет передан на устройство цифрового отображения.

Одновременно настоящее исследование выявит некоторые из следующих элементов:

• Важная информация об эргономике устройства для дальнейшего развития и улучшения. Это исследование является первым использованием за пределами команды Grapheal, поэтому отзывы пользователей будут очень полезны для поддержки будущей разработки устройства.
• Предварительные данные по аналитическим характеристикам. Будет ли основная цель настоящего исследования — продемонстрировать возможность диагностики COVID-19 с помощью устройства, будут оцениваться ключевые показатели производительности, такие как чувствительность, специфичность, положительное согласие и отрицательное согласие. Это послужит прочной основой как для будущих исследований, так и для одобрения со стороны регулирующих органов.