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Apr 23, 2024

Un « mini cyclone » aide à détecter le coronavirus dans l'air

Les scientifiques ont créé un appareil d’échantillonnage de l’air qui ne prend que quelques minutes pour détecter le virus responsable du COVID-19. Cette illustration 3D montre la conception finale proposée pour cet appareil. Joseph

Les scientifiques ont créé un appareil d’échantillonnage de l’air qui ne prend que quelques minutes pour détecter le virus responsable du COVID-19. Cette illustration 3D montre la conception finale proposée pour cet appareil.

Joseph Puthussery/Université de Washington. à Saint-Louis

Par Tina Hesman

9 août 2023 à 6h30

Si jamais vous entrez dans une pièce et vous demandez si le virus responsable du COVID-19 traîne dans les parages, vous n’êtes pas seul. Il existe désormais un appareil qui pourrait répondre à cette question. Des chercheurs ont créé une machine à aspirer l’air capable de détecter rapidement le coronavirus.

La machine est un peu plus grosse qu'un grille-pain. En seulement cinq minutes, il peut détecter aussi peu que sept à 35 particules du virus SARS-CoV-2 par mètre cube (35 pieds cubes) d’air. C'est à peu près la même sensibilité que les tests sur écouvillon nasal qui reposent sur la PCR, explique Rajan Chakrabarty. Il est chercheur en aérosols à l'Université de Washington à St. Louis, dans le Missouri.

Son équipe a décrit son innovation le 10 juillet dans Nature Communications.

L’un des défis auxquels l’équipe a été confrontée a été de collecter suffisamment d’air pour concentrer les particules de coronavirus. Les systèmes antérieurs développés par d’autres aspiraient entre deux et huit litres (quarts) d’air par minute. Cet échantillonneur prélève 1 000 litres par minute.

Pour piéger le virus, dit Chakrabarty, son équipe a créé « un cyclone artificiel à l’intérieur de l’échantillonneur ». Une fois à l’intérieur, l’air est mélangé au liquide dans un tourbillon rapide. Cette action cyclonique projette la boue contre la paroi du détecteur. Tous les virus s'y concentreront désormais.

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Un filtre HEPA fixé à l'appareil élimine tous les virus en suspension dans l'air non capturés dans le liquide. Après cinq minutes de collecte, le système pompe le liquide riche en virus vers un biocapteur.

Ce capteur possède une électrode attachée à une protéine spécialisée du système immunitaire fabriquée par les lamas et leurs proches. Connu sous le nom de nanocorps, il combat les infections comme le font les anticorps humains. Mais cette protéine est plus petite et un peu plus dure.

Le nanocorps attrape la protéine de pointe de tout coronavirus qui passe. L'électricité circule de l'électrode à travers le nanocorps et la protéine de pointe. Cela fait perdre des électrons à un acide aminé particulier – un élément constitutif de la protéine de pointe. Leur perte provoque un changement de tension. Et cela signale que le SRAS-CoV-2 est présent.

L'équipe de l'Université de Washington a placé son appareil dans les appartements de deux volontaires. Chacun avait une infection confirmée au COVID-19. Cela permettrait à l’équipe de tester dans quelle mesure l’outil pourrait détecter le virus dans des conditions réelles.

Et il a détecté « même des traces de virus excrétées par les patients », explique Chakrabarty. Lorsqu’il a été placé dans une salle de conférence vide et bien ventilée, l’appareil n’a détecté aucun virus.

« Ils ont démontré que cela fonctionnait », déclare Linsey Marr. Elle est scientifique en aérosols à Virginia Tech à Blacksburg. Ce nouveau système peut « détecter [le] virus à de faibles niveaux qui nous inquiéteraient dans l’air », dit-elle. Dans le cadre de l'étude de la propagation des germes, l'équipe de Marr développe également un détecteur de virus.

Certains défis demeurent. D’une part, le nouvel appareil est bruyant – à peu près aussi fort qu’un aspirateur ou une sonnerie de téléphone. Les gens pourraient trouver cela tolérable à court terme. Mais c'est trop bruyant, dit Marr, pour fonctionner sans arrêt dans une salle de classe ou un bureau.

Le système est également coûteux. Chakrabarty affirme que le coût d'en construire un dans un laboratoire de recherche se situe entre 1 400 et 1 900 dollars.

Les versions commerciales peuvent être trop chères pour un usage domestique, dit Marr. Mais elle pense que les hôpitaux, les aéroports et d’autres espaces publics pourraient en bénéficier. Il pourrait être possible de relier les appareils à l'alimentation en air pour les systèmes qui chauffent, refroidissent et ventilent les bâtiments. Ces systèmes pourraient alors augmenter le débit d’air et la filtration lorsqu’un virus est détecté.

Pendant ce temps, Chakrabarty réfléchit déjà aux prochaines étapes pour le dispositif de son équipe. Il espère ajouter des nanocorps de lama pour détecter également d'autres virus aéroportés, comme celui qui cause la grippe.