Chef(s) de projet: Alexis Vallée-Bélisle
Problème
Un obstacle à une meilleure prise en charge du VIH dans le monde en développement est le manque de tests de masse en raison de l’insuffisance de personnel qualifié, de cliniques et d’hôpitaux.
Un énorme pas en avant serait de fournir aux professionnels de la santé et même au grand public un appareil de détection du VIH peu coûteux et facile à utiliser, ce qui réduirait considérablement le temps d’attente avant le traitement et préviendrait la transmission de la maladie.
Solution
L’équipe du projet a cherché à développer un détecteur du VIH – un capteur quantitatif peu coûteux et facile à utiliser – pour détecter et quantifier les anticorps qui servent à diagnostiquer l’infection au VIH et sa progression.
Pour transduire la présence d’anticorps du VIH en courant électrochimique, l’équipe a conçu un nouvel interrupteur d’ADN qui est activé par liaison d’anticorps.
Une fois activé, cet interrupteur sépare un élément électrodonneur / récepteur à partir d’une électrode, ce qui entraîne une diminution du courant électrochimique.
L’équipe du projet avait déjà montré que ce commutateur électrochimique détectait directement les anticorps dans le sang total en moins de 5 minutes.
Dans ce projet, l’équipe a cherché à optimiser le mécanisme de signalisation de l’interrupteur et d’adapter l’appareil pour la détection des anticorps du VIH en remplaçant les épitopes d’essai par des épitopes standard du VIH couramment utilisés, tels que le fragment 604-615 de la protéine gp41 du VIH.
L’objectif était de tester ensuite le détecteur du VIH sur des échantillons humains réels à l’Hôpital Howard, au Zimbabwe, et de comparer les résultats à ceux obtenus à partir des immuno-analyses de bandes du VIH actuellement employées à cet hôpital.
Résultat
L’équipe du projet a été en mesure d’optimiser les différentes composantes nécessaires pour développer un prototype fonctionnel du détecteur de VIH.
La tentative d’adapter le commutateur d’ADN sur un potensiostat portable relativement peu coûteux a échoué parce que les commutateurs ne fournissaient pas suffisamment de courant électrochimique (p. ex. d’au moins 0,5 uA) pour permettre leur détection.
Par conséquent, l’équipe a conclu qu’un prototype de détecteur du VIH basé sur la première génération de commutateurs serait trop coûteux (> 1 000 $) pour permettre une commercialisation réussie.
Une deuxième génération de commutateurs d’anticorps a ensuite été conçue pour fournir, en théorie, un signal électrochimique 100 fois plus élevé.
Ce travail a conduit à l’élaboration d’une nouvelle technologie appelée « analyse d’hybridisation par exclusion stérique » (eSHHA), pour laquelle une demande de brevet a été déposée.
Un investissement d’environ 500 000 $ à 1 000 000 $ est nécessairepour compléter l’optimisation et l’essai du prototype.
Cette nouvelle technologie à base d’ADN génère des signaux électrochimiques suffisants pour permettre son adaptation sur des potentiostats peu coûteux (par exemple dans la gamme de 40 uAmp/cm2 d’électrode).
Il a également été démontré que cette technologie à base d’ADN permet la détection rapide (5 min.) d’une concentration nanomolaire d’anticorps directement dans le sang total (ce qui correspond à une concentration cliniquement pertinente).
Des travaux sont actuellement en cours pour adapter ce commutateur de seconde génération à la détection des anticorps du VIH.
Une demande de brevet a été déposée pour le commutateur de seconde génération.