Les premiers tests rapides pour la chlamydia et la gonorrhée présentent une sensibilité de 100 %

Selon l’Organisation mondiale de la santé, plus de la moitié des 374 millions de nouvelles infections sexuellement transmissibles (IST) en 2020 étaient soit la chlamydia, soit la gonorrhée, qui sont souvent asymptomatiques et concomitantes. Malgré la prévalence, aucune des deux maladies ne dispose actuellement d’un test rapide disponible en clinique, mais cela pourrait changer grâce à une équipe de recherche dirigée par Penn State.

Les chercheurs ont récemment signalé les premiers tests rapides pour la gonorrhée et la chlamydia, construits sur une plate-forme pouvant être ajustée pour détecter diverses infections. Dirigée par Dipanjan Pan, l’équipe a publié ses résultats cette semaine dans Science avancée. Pan est titulaire de la chaire Penn State Dorothy Foehr Huck & J. Lloyd Huck en nanomédecine et professeur de génie nucléaire, de science et d’ingénierie des matériaux et de génie biomédical.

“Ce travail tente de résoudre un problème de santé publique très important”, a déclaré Pan, qui est également directeur des études supérieures au département de génie nucléaire de Ken et Mary Alice et dirige le laboratoire des matériaux en médecine de Penn State, qui est situé dans les Huck Institutes of Life Sciences et est affilié au Huck’s Center for Infectious Disease Dynamics.

« Les infections causées par les maladies sexuellement transmissibles représentent un fardeau économique et sanitaire considérable dans le monde entier. Le dépistage et les tests préventifs sont essentiels pour contrôler cette épidémie, c’est pourquoi le développement de tests précis au point d’intervention pour une détection rapide et simple de ces IST est crucial. Cela permettra un traitement rapide, empêchera une propagation plus poussée, sensibilisera le public aux risques, réduira les coûts des soins de santé et fera progresser les soins de santé dans les zones aux ressources limitées.

Les Centers for Disease Control and Prevention recommandent aux femmes de moins de 25 ans et plus présentant des facteurs de risque de subir un test annuel de dépistage de la chlamydia et de la gonorrhée, et que toutes les personnes sexuellement actives discutent des tests avec leur fournisseur de soins de santé. Si l’une ou l’autre maladie n’est pas détectée ni traitée, elle peut entraîner des dommages irréversibles à la reproduction. La gonorrhée, qui a progressivement développé une résistance aux antibiotiques, peut également éventuellement se propager au sang et aux articulations et éventuellement entraîner la mort.

Des tests destinés à fournir des résultats au point de service ont été développés, mais Pan a déclaré qu’ils sont souvent sous-performants et ne conviennent pas au dépistage de la population dans le cabinet d’un médecin lors des visites de routine en médecine familiale et des examens annuels. Actuellement, les tests moléculaires capables de détecter le matériel génétique appelé acides nucléiques des bactéries constituent la norme de soins, mais ils peuvent être coûteux et prendre plusieurs jours à traiter, selon Pan.

“Malgré leur excellente sensibilité et sélectivité, ces approches diagnostiques sont coûteuses, longues et ne peuvent pas être utilisées dans un cabinet médical ou au service des urgences, ce qui rend difficile pour les patients et les médecins d’obtenir des résultats immédiats”, a déclaré Pan.

“Le développement d’une méthode de diagnostic au point d’intervention basée sur la détection des acides nucléiques avec une sensibilité, une spécificité et une facilité d’utilisation élevées est nécessaire de toute urgence. De plus, étant donné que les co-infections se produisent fréquemment – jusqu’à 50 % du temps – et présentent des symptômes similaires, l’identification et la détection simultanées des deux agents pathogènes sont plus efficaces et plus rentables. Pour lutter contre l’épidémie actuelle de ces IST, il est essentiel de développer un test diagnostique rapide au point de service qui peut détecter simultanément la chlamydia et la gonorrhée.

Dans le laboratoire de Pan, les co-auteurs Ketan Dighe, assistant de recherche diplômé en génie biomédical, et Parikishit Moitra, professeur adjoint de recherche en génie nucléaire, ont dirigé les efforts avec d’autres membres de l’équipe pour développer un biocapteur à flux latéral, le même type de biocapteur sur papier. utilisé dans les tests rapides à domicile pour le COVID-19, capable de détecter les acides nucléiques présents dans la chlamydia ou la gonorrhée à partir d’échantillons cervicaux et vaginaux sur écouvillon en deux minutes.

Comme pour un test COVID, l’échantillon ne nécessite pas de prétraitement avant d’être placé dans un liquide qui permet au contenu de s’écouler latéralement depuis un réservoir sur une bande de détection. Dans ce cas, la bandelette contient des oligonucléotides simple brin (ADNsb) ou des fragments d’acides nucléiques que les chercheurs ont conçus avec une spécificité et une affinité élevées pour diverses cibles génétiques conservées parmi différentes souches de chlamydia et de gonorrhée qui sont également moins sujettes à la résistance aux antibiotiques, Pan dit. Lorsque les sondes d’ADNsb se lient aux fragments d’acide nucléique cibles dans le flux d’échantillon à travers la bandelette, la bandelette change de couleur pour signifier un résultat de test positif.

Les chercheurs ont également validé leurs travaux avec un test basé sur l’absorbance, ou un liquide qui change de couleur lorsque le matériel génétique d’intérêt y est ajouté. Ils y sont parvenus en couplant chaque sonde d’ADNsb avec des nanoparticules d’or, des particules aux propriétés optiques uniques. Lorsqu’une sonde se lie au fragment cible, la nanoparticule couplée change de résonance plasmonique : elle change de couleur. La nanoparticule d’or augmente également en diamètre et s’agrège avec d’autres complexes sonde/capteur de nanoparticules, ce qui peut renforcer le signal et approfondir le changement de couleur.

L’équipe de Penn State a collaboré avec Carla Rafferty, médecin de famille chez Carle Health dans l’Illinois, et Tor Jensen, directeur du laboratoire de recherche biomédicale du centre de lutte contre le cancer de l’Université de l’Illinois Urbana-Champaign et affilié à l’hôpital Carle Foundation. Lorsqu’ils ont été testés avec 60 échantillons cliniques anonymisés collectés à la clinique Rafferty, les tests ont détecté avec précision la chlamydia et la gonorrhée dans 100 % des cas, ce qui signifie qu’ils n’ont produit aucun faux négatif.

Les tests avaient une spécificité légèrement inférieure, avec un taux de plus de 97 %, a déclaré Pan, ce qui signifie qu’il y a eu environ trois résultats faussement positifs. Selon le groupe de travail américain sur les services de prévention, ces taux correspondent ou dépassent la sensibilité et la spécificité des tests moléculaires standard actuels : tests de réaction en chaîne par polymérase ou d’amplification des acides nucléiques.

“Une fonction essentielle de ces ADNsb est d’identifier les agents pathogènes de manière spécifique et sensible”, a déclaré Pan. “Même si les concentrations génétiques sont faibles, une identification précise est possible, minimisant ainsi l’apparition de faux positifs.”

Selon Pan, le test peut également être personnalisé en ajustant les séquences d’ADN synthétique utilisées pour les ADNsb afin de détecter différents agents pathogènes.

“Notre approche est hautement universelle et avec de petits changements, la plateforme peut être utilisée pour la détection de nombreuses autres maladies infectieuses, notamment d’autres maladies sexuellement transmissibles”, a déclaré Pan. “Nous explorons actuellement d’autres domaines dans notre laboratoire.”