Détection rapide de l'ARN de SARS-CoV-2 et de leurs mutants par nanoparticules fluorescentes ultra-lumineuses – ViRNASens

La crise épidémique sans précédent liée à l’épidémie de COVID-19 nécessite de développer des outils de diagnostiques fiables et rapides afin de pouvoir casser les chaînes de contamination et coordonner les actions gouvernementales au niveau national et international. Cela concerne plus particulièrement la détection de l’ARN du SARS-CoV-2 et l’identification de variants, qui sont à l’heure actuelle effectuées respectivement par RT-PCR ou par séquençage. Cependant, ces deux techniques sont assez peu rapides et onéreuses et peuvent rapidement être limitées pour le criblage massif à l’échelle d’une population entière. Dans ce projet, nous proposons d’utiliser une nouvelle technique ne nécessitant pas d’étape enzymatique pour la détection rapide de l’ARN de SARS-CoV-2 et l’identification de formes mutées. Cette technique est basée sur notre découverte récente de nanoantennes collectrices de lumière, qui permettent l’amplification directe d’environ 1000 x d’un signal fluorescent. Sur cette base, nous avons d’ores et déjà développé des nanoparticules à ADN fonctionnalisé qui permettent la détection en solution et sans enzyme d’ARN ou d’ADN grâce à un protocole en une étape effectué sur des ARN totaux extraits de cellules ou de sérum. Nos nanoparticules pouvant convertir un simple événement d’hybridation d’un acide nucléique en l’activation d’un millier de marqueurs fluorescentes, nous pouvons détecter des ARN biomarqueurs importants d’un point de vue clinique sans passer par une étape d’amplification enzymatique. Nos données préliminaires indiquent que ces nanosondes peuvent détecter l’ARN du virus de Sindbis dans des ARN totaux extraits de cellules infectées et l’ARN du SARS-CoV-2 dans des échantillons de patients. Nous proposons de développer une technique robuste de détection de SARS-CoV-2 et ses variants en solution et de l’adapter afin d’être compatible avec une quantification par un simple lecteur de plaque à fluorescence disponible dans la plupart des laboratoires médicaux. Le projet sera divisé en trois axes de travail. Premièrement, nous établirons un protocole standard utilisant les nanosondes et permettant la détection hautement sensible et quantitative de l’ARN viral, la détection de mutations ponctuelles et une grande reproductibilité. Ces nanosondes seront validées pour la détection par fluorescence d’ARN synthétique de SARS-CoV-2 muté ou non à l’aide d’un lecteur de plaque. Deuxièmement, nous évaluerons les nanosondes sur la détection d’ARN viraux à partir d’ARN totaux extraits de cellules infectées par la souche historique de SARS-CoV-2 ou l’un de ses variants. Troisièmement, nous validerons la détection de l’ARN de SARS-CoV-2 et ses variants dans des échantillons cliniques. Ce projet permettra le développement de deux kits diagnostiques pour commercialisation ultérieure : i) un kit de base pour la détection du SARS-CoV-2 utilisant des régions conservées du génome viral et ii) un kit permettant l’identification des mutants prédominants utilisant des régions conservées et variables du génome. Le consortium est composé de deux partenaires aux expertises complémentaires : une équipe de chimie interdisciplinaire, pionnière dans le développement des sondes à nanoantennes, et une équipe de virologie moléculaire spécialisée dans la biologie de l’ARN. Nous avons une stratégie de commercialisation bien définie pour notre technologie, qui est protégée par trois brevets. D’ici à la fin de ce projet, les kits mis au point pourront être commercialisés par une startup locale, en partenariat avec une société de biotechnologie plus établie. Ces kits seront proposés aux hôpitaux et laboratoires médicaux comme solution complémentaire à la RT-PCR et au séquençage, afin d’accélérer le diagnostic et d’assurer une meilleure gestion de la pandémie de COVID-19.