Chef(s) de projet: Ratmir Derda
Problème
Le développement des dispositifs au point de traitement est un sujet de recherche en pleine expansion, mais il n’est pas très avancé dans les pays à faible revenu.
Une des exigences de la production de ces tests sur place est l’identification de solutions de rechange simplifiées à des techniques solidement conçues : transport de liquides, mesure et dilution du liquide, micro-modélisation, pesage et densitométrie, centrifugation, etc.
Cela permettrait de produire des tests sur place pour le diagnostic de maladies comme le paludisme, le VIH ou la tuberculose.
Solution
L’équipe du projet a cherché à démontrer qu’un dispositif fonctionnel et portable pour la croissance des bactéries ou l’amplification des bactériophages pouvait être créé en utilisant des matériaux simples (ruban, papier, encre et membrane de polydiméthylsiloxane).
Le temps de division de E. coli et l’amplification du phage M13 dans un tel dispositif sont similaires aux taux mesurés sur des plaques d’agar et en secouant des cultures.
La croissance des bactéries avec un marqueur fluorescent mCherry peut être quantifiée en utilisant un scanner à plat ou une caméra de téléphone cellulaire.
Des dispositifs imprégnant à colorant de viabilité commerciale peuvent être utilisés pour détecter un faible nombre de copies de E. coli et visualiser les micro-organismes dans les échantillons environnementaux.
La plateforme, munie de bactéries portant le marqueur mCherry inductible, pourrait également être utilisée pour quantifier la concentration de l’inducteur.
La même plateforme peut être utilisée pour effectuer des tests plus complexes tels que la détection de bactéries résistantes ou la détection de faibles concentrations de bactéries en un court laps de temps (2 à 3 heures) en employant la détection à l’aide de bactériophages.
Résultat
L’équipe du projet a réussi à optimiser les différentes composantes nécessaires à la mise au point d’un prototype fonctionnel d’un dispositif multiplex au point de traitement.
Elle a montré que des plateformes identiques de culture peuvent potentiellement être utilisées pour quantifier l’induction de l’expression du gène par un phage modifié ou par des régulateurs de transcription synthétiques qui répondent aux molécules cliniquement pertinentes.
La majorité des procédures de mesure et de fabrication ont été reproduites par un personnel peu qualifié (étudiants du secondaire) dans un environnement à faibles ressources (salle de classe d’une école secondaire).
La fabrication et la performance de l’appareil ont été testées par des chercheurs dans un laboratoire à faibles ressources, à Nairobi, au Kenya.
Ces résultats indiquent que la plateforme – combinant une plateforme de culture sur papier et la détection à l’aide de bactériophages – peut être utilisée à la fois comme outil d’enseignement et comme outil de diagnostic dans des milieux à faibles ressources partout dans le monde.
L’équipe a organisé un atelier international de diagnostic au Kenya. L’événement a attiré plus de 30 présentateurs et 126 participants (39 de l’étranger et 87 Africains). Les organisateurs et 17 autres exposants ont fait la démonstration de la production et de l’utilisation de plateformes de culture et d’autres dispositifs de diagnostic sur place, à Nairobi. Les personnes qui ont participé à l’atelier pratique ont élaboré et publié un projet de politique dans PLOS Neglected Tropical Diseases qui propose des jalons vers le développement accéléré de nouveaux types de dispositifs de diagnostic.
L’équipe a été publié ses résultats dans Lab Chip en 2012 et en 2014, dans Analytical and Bioanalytical Chemistry, Frontiers in Microbiology et PLoS Neglected Tropical Diseases.
Une vidéo a également été produite à l’atelier au Kenya pour démontrer l’utilisation théorique de tests de diagnostic au point de traitement pouvant être employés à des fins d’apprentissage.