L'université Cornell a mis au point un dispositif bioélectrique capable d'identifier rapidement les variants nocifs du coronavirus et potentiellement d'autres virus. Cet outil basé sur une puce électronique utilise une biomembrane pour simuler le processus d'infection cellulaire, contribuant ainsi à une évaluation rapide et efficace du virus. Crédit : Issues.fr.com
Des chercheurs de l'Université Cornell ont développé un dispositif bioélectrique innovant capable de détecter et de classer les variants du coronavirus en imitant le processus d'infection sur une micropuce.
Ce dispositif, qui utilise une biomembrane pour simuler l'environnement cellulaire, peut déterminer rapidement le niveau de menace potentiel de chaque variante et s'adapter également à d'autres virus comme la grippe et la rougeole, offrant un outil rapide et efficace pour une détection précoce. virus caractérisation et réponse.
Des scientifiques de l'université Cornell ont mis au point un dispositif bioélectrique capable de détecter et de classer les nouveaux variants du coronavirus afin d'identifier ceux qui sont les plus nocifs. Il pourrait également faire la même chose avec d'autres virus.
Technologie avancée de détection virale
L'outil de détection utilise une membrane cellulaire, appelée biomembrane, sur une puce électronique qui recrée l'environnement cellulaire et les étapes biologiques de l'infection. Cela permet aux chercheurs de caractériser rapidement les variants préoccupants et d'analyser les mécanismes qui favorisent la propagation de la maladie, sans se laisser submerger par la complexité des systèmes vivants.
« Dans les médias, nous voyons ces variants préoccupants émerger périodiquement, comme le delta, l'omicron, etc., et cela effraie un peu tout le monde. La première pensée est : « Mon vaccin couvre-t-il ce nouveau variant ? Dans quelle mesure dois-je m'inquiéter ? » », a déclaré Susan Daniel, professeure de génie chimique et auteure principale de l'article publié le 3 juillet dans Nature Communications« Il faut un certain temps pour déterminer si un variant est véritablement préoccupant ou s’il va simplement disparaître. »
Caractéristiques uniques de la plateforme Biochip
Bien que de nombreux éléments biologiques aient été intégrés à des micropuces, des cellules aux organites et aux structures semblables à des organes, la nouvelle plateforme diffère de ces dispositifs car elle récapitule les signaux et processus biologiques qui conduisent au déclenchement d'une infection au niveau de la membrane cellulaire d'une seule cellule. En effet, elle trompe une variante en lui faisant croire qu'elle se trouve dans un système cellulaire réel de son hôte potentiel.
« Il pourrait y avoir une corrélation entre la capacité d’un variant à diffuser son génome à travers la couche biomembranaire et la capacité de ce variant à infecter les humains », a déclaré Daniel. « S’il est capable de diffuser son génome de manière très efficace, cela peut être un indicateur qu’un variant préoccupant devrait être surveillé de près ou que nous devrions formuler un nouveau vaccin qui l’inclut. S’il ne le diffuse pas très bien, alors peut-être que ce variant préoccupant est quelque chose de moins inquiétant. Le point clé est que nous devons classer ces variants rapidement afin de pouvoir prendre des décisions éclairées, et nous pouvons le faire très rapidement avec nos appareils. Ces tests prennent quelques minutes à exécuter et sont « sans marquage », ce qui signifie que vous n’avez pas réellement besoin de marquer le virus pour surveiller sa progression. »
Implications potentielles pour la recherche virale
Parce que les chercheurs sont capables de recréer fidèlement les conditions et les signaux biologiques qui activent un virus, ils peuvent également modifier ces signaux et voir comment le virus réagit.
« Pour comprendre les mécanismes fondamentaux de l’infection et les signaux qui peuvent la favoriser ou l’entraver, il s’agit d’un outil unique », a déclaré Daniel. « Parce qu’il permet de découpler de nombreux aspects de la séquence de réaction et d’identifier les facteurs qui favorisent ou entravent l’infection. »
Adaptabilité à différents virus
La plateforme peut être adaptée à d’autres virus, comme la grippe et la rougeole, à condition que les chercheurs sachent quel type de cellule a la propension à être infecté, ainsi que quelles idiosyncrasies biologiques permettent à une infection spécifique de se développer. Par exemple, la grippe nécessite une baisse du pH pour déclencher son hémagglutinine, et le coronavirus possède une enzyme qui active sa protéine de pointe.
« Chaque virus a sa propre façon de procéder. Et il faut savoir quelles sont ces méthodes pour reproduire ce processus d’infection sur une puce », explique Daniel. « Mais une fois que vous les connaissez, vous pouvez créer une plateforme adaptée à chacune de ces conditions spécifiques. »
Les co-auteurs incluent l'étudiante au doctorat Ambika Pachaury, ainsi que Konstantinos Kallitsis et Zixuan Lu de l'Université de Cambridge.
La recherche a été soutenue par la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), le Bureau de recherche de l'armée, la bourse Smith de Cornell pour l'innovation postdoctorale, le programme Schmidt Futures et la National Science Foundation.
