Des ingénieurs du MIT et de l’université Harvard ont conçu un nouveau masque facial capable de détecter le SARS-CoV-2 chez son porteur en seulement 90 minutes. Pour cela, le masque est doté de minuscules capteurs jetables. Ces capteurs peuvent également être intégrés à d’autres masques et pourraient même être adaptés pour détecter d’autres virus.
« Ce test est aussi sensible que les tests PCR très sensibles, mais il est aussi rapide que les tests antigéniques, qui sont utilisés pour l’analyse rapide de la COVID-19 », a déclaré le co-auteur de l’étude Peter Nguyen. Les capteurs sont basés sur des machines cellulaires lyophilisées que l’équipe de recherche a précédemment développées pour être utilisées dans des dispositifs de diagnostic papier pour des virus tels qu’Ebola et Zika.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont montré que les capteurs pouvaient être incorporés non seulement dans les masques faciaux, mais aussi dans des vêtements tels que les blouses de laboratoire, offrant ainsi un nouveau moyen de surveiller l’exposition des travailleurs de la santé à divers agents pathogènes ou autres menaces. Les détails concernant le dispositif et son fonctionnement ont été publiés dans la revue Nature Biotechnology.
Des capteurs lyophilisés ultra-efficaces
Les capteurs du masque facial sont conçus de manière à pouvoir être activés par le porteur lorsqu’il est prêt à effectuer le test, et les résultats ne s’affichent bien entendu qu’à l’intérieur du masque, pour préserver la vie privée de l’utilisateur. Pour produire leur masque facial de diagnostic, les chercheurs ont intégré des capteurs lyophilisés dans un masque en papier. Les composants lyophilisés sont entourés d’un élastomère de silicone. Les capteurs sont placés à l’intérieur du masque, de sorte qu’ils peuvent détecter les particules virales dans l’air expulsé par le porteur.
Le masque comprend également un petit réservoir d’eau qui est libéré par la pression d’un bouton lorsque le porteur est prêt à effectuer le test. Cela permet d’hydrater les composants lyophilisés du capteur SARS-CoV-2, qui analyse les gouttelettes expulsées accumulées à l’intérieur du masque et donne un résultat en 90 minutes.
Autres utilités : détection de la grippe, d’Ebola et d’agents neurotoxiques
Les prototypes développés dans le cadre de cette étude comportent des capteurs à l’intérieur du masque pour détecter l’état infectieux de l’utilisateur, ainsi que des capteurs placés à l’extérieur des vêtements, pour détecter l’exposition à l’environnement. Ainsi, les chercheurs peuvent également intégrer des capteurs pour d’autres agents pathogènes, notamment pour détecter la grippe, Ebola et Zika. Ils ont aussi mis au point d’autres capteurs permettant de détecter les agents neurotoxiques organophosphorés.
« Grâce à ces démonstrations, nous avons essentiellement réduit la fonctionnalité des installations de test moléculaire de pointe à un format compatible avec les scénarios de port de vêtements dans une variété d’applications », explique Soenksen.
« Cette technologie pourrait être intégrée aux blouses de laboratoire des scientifiques travaillant avec des matières ou des agents pathogènes dangereux, aux blouses des médecins et des infirmières, ou aux uniformes des premiers intervenants et du personnel militaire susceptibles d’être exposés à des agents pathogènes dangereux ou à des toxines, comme les gaz neurotoxiques », explique Nina Donghia, co-auteure de l’étude. Les chercheurs ont déposé une demande de brevet pour cette technologie et espèrent maintenant travailler avec une entreprise pour développer davantage les capteurs.
Le masque facial est très probablement la première application qui pourrait être mise à disposition, a déclaré le co-auteur James Collins. « Je pense que le masque facial est probablement le plus avancé et le plus proche d’un produit final. Nous avons déjà reçu beaucoup d’intérêt de la part de groupes extérieurs qui voudraient prendre les prototypes que nous avons et les faire évoluer vers un produit approuvé et commercialisé », dit-il.
« Nous avons démontré que nous pouvions lyophiliser une large gamme de capteurs de biologie synthétique pour détecter des acides nucléiques viraux ou bactériens, ainsi que des produits chimiques toxiques, notamment des toxines nerveuses. Nous pensons que cette plateforme pourrait permettre la mise au point de biocapteurs portables de nouvelle génération pour les premiers intervenants, le personnel de santé et le personnel militaire », a déclaré Collins.
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