Les tests développés aux Etats-Unis pour diagnostiquer le virus Ebola

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Depuis février 2014, une épidémie d’Ebola de grande ampleur s’est déclarée en Afrique de l’Ouest et a provoqué un affolement mondial. Le taux de mortalité de cette pandémie atteindrait les 65% (on dénombre, au 31 octobre 2014, environ 5.000 décès pour 13 600 cas) [1]. Alors que certains chercheurs développent de nouveaux traitements et vaccins anti-Ebola [2] [3], d’autres s’attellent à mettre au point de nouvelles techniques pour détecter l’infection par ce virus [4].


La manipulation du virus d’Ebola est extrêmement dangereuse et doit être réalisée dans des laboratoires agréés et équipés
Crédits : SteveAllen Photo


En effet, une prise en charge rapide des patients atteints d’Ebola augmente leur chance de survie et permet de diminuer les risques de propagation [5] . Ainsi, un diagnostic rapide et précoce apparaît comme essentiel dans la lutte contre Ebola. Cependant, diagnostiquer la fièvre Ebola dès son apparition est difficile car les premiers symptômes sont communs à d’autres maladies plus fréquentes (comme la malaria et la fièvre typhoïde). Si un risque d’exposition est identifié, l’une des premières étapes du dépistage consiste à prendre régulièrement la température du patient. Si celle-ci est supérieure à 38°C et/ou s’accompagne de symptômes de la fièvre Ebola, alors le patient est isolé et une batterie de tests est effectuée pour poser un diagnostic [6] [7]. Devant l’urgence de la situation, le développement de tests permettant un diagnostic plus fiable, plus rapide, plus sensible, plus pratique et moins onéreux s’est accéléré. Comme pour les traitements et les vaccins anti-Ebola, certains tests ont déjà pu bénéficier d’une autorisation d’utilisation d’urgence de la part de l’autorité de santé américaine FDA (Food and Drug Administration), moyennant les précautions nécessaires à la manipulation d’échantillons biologiques potentiellement infectés par un tel virus [8].

Les tests actuellement utilisés aux Etats-Unis

=> Les tests par PCR

Les tests basés sur la technique RT-PCR (Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction) à temps réel permettent de détecter la présence de l’ARN d’Ebola dans un échantillon sanguin ou de plasma, en quelques heures. Ces tests ont une bonne sensibilité, ce qui permet de détecter l’infection rapidement après l’apparition des premiers symptômes [9] [10] [11]. En revanche, il est important de garder à l’esprit que ces tests nécessitent de gros équipements et un transport sécurisé des échantillons sanguins vers un laboratoire agréé pour réaliser le diagnostic, ce qui peut prendre plusieurs jours [12].

Le 5 août 2014, une autorisation d’utilisation d’urgence de la FDA a été accordée, pour la première fois, au test "EZ1 rRT-PCR". Cette méthode a été mise au point par le Département de la Défense des Etats-Unis (DoD) afin de diminuer la probabilité de résultats faux-positifs. Par la suite, la FDA a accordé une autorisation d’urgence aux tests "CDC Ebola Virus NP Real-time RT-PCR" et "CDC Ebola Virus VP40 Real-time RT-PCR" développés par le CDC (Centers for Disease Control and Prevention) [13] [14]. Plus récemment, la FDA a autorisé l’utilisation de deux tests FilmArray ("BioFire Defense LLC FilmArray Biothreat-E Test" et "BioFire Defense LLC FilmArray NGDS BT-E Assay") développés par la société BioFire Defense, la filiale du groupe français Biomérieux [15] [16]. La technologie FilmArray est un système PCR multiplex automatisé, qui permet de détecter la présence d’un agent pathogène spécifique [17]. Ces tests permettent d’obtenir un résultat à partir d’un échantillon de sang ou d’urine en une heure [18]. De plus, ils peuvent être effectués dans les laboratoires équipés de la technologie de BioFire (plus de 300 hôpitaux aux Etats-Unis), alors que les tests actuels doivent être envoyés dans des laboratoires spécialisés.

=> Les tests ELISA pour la détection d’anticorps ou d’antigènes

Les tests ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) sont utilisés pour identifier la présence d’antigènes du virus d’Ebola ou celle d’anticorps (IgM et IgG) spécifiquement produits par le patient en réponse à l’infection par Ebola [19] [20]. Les immunoglobulines IgM peuvent être détectées quelques jours après l’apparition des premiers symptômes, alors que les IgG ne peuvent être décelées que plus tard. Le CDC (Centers for Disease Control and Prevention) utilise un test ELISA (#CDC-10310 Ebola Serology) pour mesurer les IgM et IgG chez certains patients afin de confirmer le diagnostic de la technique PCR [8]. La détection des anticorps par ELISA présente aussi l’avantage de pouvoir détecter une trace de l’infection lorsque les patients ont survécu et donc de suivre l’étendue de la transmission du virus.

=> L’isolement du virus Ebola et son observation par microscopie électronique

Une fois l’infection par Ebola diagnostiquée, les scientifiques peuvent tenter d’isoler le virus par des cultures de cellules vivantes et l’observer par microscopie électronique. La culture d’Ebola est très dangereuse et ne peut donc être réalisée que dans des laboratoires hautement sécurisés [21] [22] [23].

=> Les tests immunohistochimiques

Afin de confirmer l’infection par le virus d’Ebola post-mortem, un test immunohistochimique peut être mené à partir d’échantillons de peau de patients décédés [24] [25].

Les tests en cours de développement aux Etats-Unis

=> Un nouveau test PCR plus compact et plus rapide

En Californie, la société PositiveID a annoncé que son système portatif et automatisé Firefly DX pouvait être utilisé pour la détection d’Ebola. Comme la technologie FilmArray évoquée précédemment, il repose sur la technique PCR multiplex mais a l’avantage d’être plus petit (de la taille d’une tablette informatique) et plus rapide (résultat en seulement 15 minutes) [26]. En outre, une fois le dispositif acheté (entre 3.000 et 5.000 dollars), le dépistage d’un patient coûtera environ 25 dollars. Ce produit sera probablement disponible d’ici deux ans dans les aéroports et dans les endroits ne disposant pas de laboratoires à proximité [27] [28].

=> Un nouveau test ELISA plus rapide

Dans l’Ohio, alors qu’elle ne s’était focalisée jusqu’à maintenant que sur la détection des bactéries, l’entreprise NanoLogix a annoncé qu’elle étudiait la possibilité d’étendre son kit de diagnostic rapide N-Assay au dépistage d’Ebola [29] [30]. Ce test ELISA a l’avantage d’être rapide (moins d’une heure), stable dans le temps et peu coûteux. Actuellement en attente de brevet, N-Assay devra ensuite être testé par des laboratoires autorisés à manipuler le virus d’Ebola, avant d’être disponible pour la recherche et le diagnostic.

=> Un test à haut débit basé sur la technologie xMAP

Le département Diagnostic de l’USAMRIID (US Army Medical Research Institute of Infectious Disease) cherche à développer un test rapide et compact reposant sur le système xMAP de la compagnie Luminex, basée au Texas [31]
 [32]. La technologie xMAP utilise des microsphères de polystyrène permettant la capture et la détection de plusieurs analytes spécifiques [33]. Le test a l’avantage de mesurer à la fois la présence d’antigènes d’Ebola et les anticorps spécifiques produits par l’organisme en réponse à l’infection, dans un échantillon de sérum. De plus, cette technique permet de tester un grand nombre d’échantillons en même temps.

=> Le dispositif photonique SP-IRIS

A l’Université de Boston, des recherches financées par le NIH (National Institute of Health) ont permis le développement du dispositif SP-IRIS (Single Particle Interferometric Reflectance Imaging Sensor), de la taille d’une boîte à chaussure, qui, grâce à l’utilisation de LED multicolores, détecte des pathogènes en une heure [34] [35]. Si elles sont présentes, les nanoparticules virales vont s’accrocher à la surface d’un détecteur via des anticorps spécifiques et vont modifier l’interférence de la lumière reflétée par la surface, produisant ainsi un signal distinct qui révèle leur taille et leur forme. En collaboration avec la société BD Technologies et la start-up NextGen Arrays, les chercheurs tentent maintenant de rendre le prototype plus fiable et plus rapide (idéalement, 30 minutes) grâce à d’autres développements technologiques et des essais précliniques. Cet instrument pourrait arriver sur le marché dans les cinq ans qui viennent.

=> Des tests VIH adaptés au dépistage d’Ebola

Certaines sociétés se sont penchées sur la possibilité d’adapter leur test VIH au dépistage d’Ebola. En Pennsylvanie, la compagnie Orasure Technologies a d’ailleurs été contactée par la FDA à ce sujet [36]. La technique développée par Orasure permet de détecter des anticorps à partir de la salive et est très facile à utiliser. De plus, elle permet un dépistage rapide (20 minutes) sur place car l’analyse se fait via un lecteur portatif. De même, la société Daktari Diagnostics, basée dans le Massachusetts, réfléchit à la possibilité d’adapter son test VIH au dépistage du virus Ebola [37]. Grâce à leur expertise en microfluidique et en détection électrochimique, Daktari développe actuellement un test permettant de mesurer la charge virale dans un échantillon sanguin. Ce test permettrait un diagnostic sur place en quelques minutes.

=> Des tests visuels pour un dépistage rapide et sur place

Plusieurs sociétés travaillent sur le développement d’un test de dépistage rapide et dont la lecture du résultat pourrait se faire à l’oeil nu, ce qui permettrait de réaliser un diagnostic sur place. C’est le cas de la société Alpha Diagnostic Int’l (ADI), basée au Texas, qui a déjà prouvé son intérêt pour le dépistage d’Ebola, puisqu’elle a commercialisé différents tests ELISA disponibles pour l’Homme et d’autres espèces [38]. Les tests rapides d’ADI peuvent détecter la présence d’antigènes d’Ebola ou d’anticorps dirigés contre ce virus [39].

Par ailleurs, des chercheurs de Tulane University en Louisiane, en coopération avec la société Corgenix basée dans le Colorado, cherchent à adapter le test de la fièvre de Lassa, déjà commercialisé par Corgenix, pour le dépistage du virus Ebola [40]. En juin dernier, la société a d’ailleurs reçu une subvention de 2,9 millions de dollars de la part du NIH mais ne s’attend pas à avoir le feu vert de la FDA avant l’année prochaine [41] [42] [43]. Ce test se présente sous la forme d’un boîtier et permet de récolter, par piqûre sur le doigt, une petite goutte de sang, qui va se propager, par flux latéral, sur une bandelette. La détection visuelle repose sur la présence d’anticorps couplés à un colorant qui vont réagir à la présence d’Ebola. En quinze minutes, une ligne noire apparaît si le patient est infecté. Le prix de ce test représente également un avantage car il sera probablement vendu entre 1 et 2 dollars. Ce procédé n’est pas sans rappeler celui d’eZYSGREEN mis au point par des chercheurs du Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives, en France, et dont la phase de production pourra être amorcée dès sa validation clinique [44]. Cependant, la société allemande Senova a pris de l’avance concernant les tests de dépistage rapides et a déjà envoyé 2000 échantillons en Guinée afin qu’ils puissent être testés sur le terrain, en parallèle des tests classiques par PCR [45].

A l’Université d’Harvard, des chercheurs en biologie synthétique ont développé, en 12 heures, le prototype d’un test qui permettrait de détecter la présence d’Ebola en seulement 30 minutes et pour une vingtaine de dollars [46] [47] [48]. La clé de cette technologie est la capacité d’imprimer des séquences d’ADN sur papier et de les lyophiliser. L’ADN peut être réactivé simplement en ajoutant de l’eau et s’ils sont présents, les segments d’ARN d’Ebola vont se lier à l’ADN et déclencher la production de substances détectées sous lampe UV ou visibles à l’oeil nu. Un autre avantage de cette technique est que les produits sont stables à température ambiante, ce qui peut s’avérer utile dans les pays où il n’y a pas d’électricité ou de réfrigérateurs.

=> La plateforme portative Gene-RADAR

Le dispositif Gene-RADAR de la start-up Nanobiosym, dans le Massachusetts, a été décrit comme la technologie la plus prometteuse dans la lutte contre Ebola [49]. Cette plateforme, compacte et facilement transportable, permet, à partir d’une goutte de sang ou de salive, de détecter rapidement et précisément les empreintes génétiques de n’importe quel organisme, comme Ebola [50] [51]. Le dépistage pourra se faire en une heure et pour quelques dollars. En outre, il ne nécessite pas d’infrastructure particulière et de personnels de santé formé, ni d’électricité et d’eau courante. Ainsi, en décentralisant les centres de santé à la maison et en visant une médecine personnalisée, le produit Gene-RADAR prévoit de changer radicalement la façon de pratiquer la médecine [52].

=> Un test multiplex portatif

En Californie, la compagnie Nanomix, en collaboration avec Corgenix et Tulane University, a mis au point un dispositif multiplex rapide, qui permet de diagnostiquer à la fois Ebola et d’autres maladies caractérisées par des symptômes semblables, comme la fièvre Lassa [53] [54]. Ce test portatif fonctionne comme un test ELISA, mais la détection de l’interaction antigène-anticorps se fait via des nanoparticules, ce qui lui confère une bonne sensibilité. Ce dispositif, qui permet d’obtenir un résultat en quelques minutes, a commencé à être testé en Afrique.

=> Un test rapide et sensible

Toujours en Californie, la société Genalyte a développé un test à la fois rapide (10 minutes) et sensible [55]. En effet, cette technique permettrait de détecter, à partir d’une goutte de sang, la présence de protéines du virus Ebola, avant même que le patient ne présente des symptômes flagrants de la maladie [56]. Cette technologie repose sur l’utilisation de puces en silicone recouvertes d’anticorps qui vont retenir les protéines virales. Ce test permettrait aussi de détecter simultanément une infection par d’autres virus, causant des symptômes proches de ceux d’Ebola [57] [58]. La plateforme Genalyte’s Maverick Detection System, nécessaire à la lecture des résultats, est assez onéreuse (120.000$) mais chaque puce ne coûte qu’environ 10$. Récemment, Genalyte s’est rapprochée du gouvernement fédéral afin de rendre le test disponible aussi vite que possible.

Les chercheurs ne manquent donc pas d’imagination pour diagnostiquer une infection par le virus mortel Ebola et, face à la pandémie actuelle, la course aux tests s’est accélérée. Plusieurs de ces techniques sont très prometteuses en termes de fiabilité, de facilité d’utilisation et de coût : un dossier à suivre.

Code ADIT : 77088


Rédacteurs :


- Perrine Viargues, Attaché scientifique adjointe - Atlanta, deputy-univ@ambascience-usa.org ;
- Retrouvez toutes nos activités sur le site du Consulat général de France à Atlanta http://www.consulfrance-atlanta.org/spip.php?rubrique435.