Ronit Freeman, professeur associé d’ingénierie biomédicale et de sciences physiques appliquées à UNC-Chapel Hill, étudie la manière dont les coronavirus pénètrent dans les cellules ainsi que la façon de simplifier le processus de test du COVID-19. Crédit : UNC-Chapel Hill
Des chercheurs de Caroline conçoivent un système de détection rapide COVID-19 pour relever le défi du suivi des variantes et de l’endiguement des maladies au niveau mondial.
Même ceux qui suivent chaque nouvelle découverte sur le coronavirus et ses variantes peuvent ne pas être conscients de l’envie de sucre du virus.
Des chercheurs de l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill et de l’Université de Californie à San Diego ont tiré parti de l’appétence pour le sucre du virus en concevant une bandelette de test COVID-19 enrobée de sucre qui s’est avérée efficace pour détecter toutes les variantes connues du coronavirus, y compris delta.
Dans les prochaines semaines, les chercheurs détermineront si l’autotest connu sous le nom de GlycoGrip peut également détecter les infections causées par la variante omicron, a déclaré Ronit Freeman, chercheur en Caroline.
“Nous avons pris le virus à contre-pied en utilisant la même couche de sucre que celle à laquelle il se lie pour infecter les cellules – pour le capturer dans notre capteur”, a déclaré Freeman, qui a publié les résultats dans ACS Central Science.
Le test s’inspire de la biologie naturelle des cellules épithéliales – celles qui sont ciblées et infiltrées par les virus de la grippe. SRAS-CoV-2le virus qui cause le COVID-19. Ces cellules sont recouvertes d’une matrice dense de sucres appelée glycocalyx, et c’est ce réseau de sucres que le virus exploite pour provoquer l’infection.
Le concept est intuitif : une gouttelette de biofluide contenant le virus, comme la salive, est placée à une extrémité de la bande et s’écoule le long de la surface. Lorsque le fluide atteint un morceau enrobé de sucre, le virus ne peut s’empêcher d’assouvir sa soif de sucre et de se piéger sur cette zone spécifique.
Cette capture est ensuite signalée par des anticorps traités avec des nanoparticules d’or qui produisent une couleur visuelle indiquant l’infection.
“Nous avons puisé dans la nature pour réimaginer les diagnostics viraux”, a déclaré Freeman, co-auteur de l’article et professeur associé de sciences physiques appliquées et d’ingénierie biomédicale à l’UNC-Chapel Hill College of Arts & ; Sciences.
Pour mieux comprendre comment ces polymères de sucre se lient au virus, Freeman s’est associé à Rommie Amaro, professeur de chimie et de biochimie à l’Université de Californie San Diego et co-auteur correspondant de l’étude.
Amaro et son équipe ont mis au point des simulations à forte intensité de calcul qui ont permis d’expliquer les mécanismes qui expliquent comment et pourquoi les sucres ancrés dans les cellules se lient aux pics viraux.
“En utilisant des vues au niveau atomique de la protéine de l’épi, nous avons pu identifier les sites de liaison clés pour les polymères de sucre du glycocalyx et découvrir comment ces sucres s’adaptent aux différentes conformations de l’épi”, a déclaré Amaro. “C’est passionnant, nous avons essentiellement révélé un autre secret de la façon dont le spike se lie aux cellules pour faciliter l’infection”.
L’un des plus grands défis de la pandémie actuelle de COVID-19 a été de répondre aux mutations et aux variantes émergentes du virus. De nouveaux tests doivent être développés pour les nouvelles modifications du code génétique du virus.
Mais GlycoGrip offre une solution pour le test universel du coronavirus.
“Nous sommes convaincus que GlycoGrip capturera les futures variantes tout aussi facilement”, a déclaré Freeman.
Un brevet a été déposé pour cette nouvelle technologie, et au-delà de la pandémie actuelle, l’équipe envisage un avenir dans lequel GlycoGrip pourra offrir des tests bon marché et fiables pour un large éventail de virus.
Référence : “GlycoGrip : Cell Surface-inspired Universal Sensor for Betacoronaviruses” par Sang Hoon Kim, Fiona L. Kearns, Mia A. Rosenfeld, Lorenzo Casalino, Micah J. Papanikolas, Carlos Simmerling, Rommie E. Amaro et Ronit Freeman, 15 décembre 2021, ACS Central Science.
DOI: 10.1021/acscentsci.1c01080
Cette recherche a été financée par une subvention de Research Corporation for Science Advancement (COVID Initiative grant #27350), le North Carolina Policy Collaboratory de l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill avec un financement du North Carolina Coronavirus Relief Fund établi et affecté par l’Assemblée générale de Caroline du Nord, NSF RAPID (DMS-2028758, MCB-2032054), UNC Institute for Convergent Science Director’s Fund, NIH GM132826, et UC San Diego Moores Cancer Center 2020 SARS-COV-2 seed grant.
