Analyses pour faire face à la pandémie

Même si la première vague de la pandémie a dépassé son point culminant en Suisse, les méthodes de diagnostic des coronavirus restent centrales. D'une part, il s'agira toujours de tester les personnes susceptibles d'avoir été infectées afin de pouvoir les isoler en cas d'infection confirmée et d'éviter ainsi une nouvelle flambée de l'épidémie. D'autre part, il s'agira également d'étudier le nombre de personnes dont le système immunitaire a produit des anticorps après une infection (éventuellement passée inaperçue). Les scientifiques supposent que les personnes malades sont au moins temporairement immunisées contre une nouvelle infection.

Bien que la recherche expérimentale ait été temporairement suspendue à l'ETH, certains scientifiques, en accord avec le Vice-président pour la recherche de l'ETH, travaillent à la poursuite du développement de tests de détection soit du virus de la pandémie, soit d'anticorps qui reconnaissent le virus selon le principe de la clé et de la serrure.

Test viral rapide et économique

Le virus lui-même est systématiquement détecté dans les laboratoires du monde entier à l'aide de son empreinte génétique (séquence d'ARN). Pour cela, on utilise généralement la méthode dite PCR. Celle-ci permet de déterminer si le matériel génétique de l'agent pandémique est présent dans un frottis de gorge, par exemple. Cette méthode consiste à amplifier de courts segments de gènes viraux dans le cadre d'un processus cyclique, l'appareil de laboratoire correspondant devant chauffer et refroidir l'échantillon à plusieurs reprises. En outre, la méthode nécessite certains produits chimiques de laboratoire qui, dans la situation actuelle, sont devenus rares dans le monde entier.

Le groupe du professeur ETH Wendelin Stark a développé ces dernières années un appareil PCR amélioré et peu coûteux, qui utilise de minuscules récipients d'échantillons en métal. Actuellement, les récipients en plastique sont la norme. Avec la nouvelle méthode, l'échantillon peut être chauffé et refroidi beaucoup plus rapidement, ce qui accélère considérablement le processus. Grâce aux récipients plus petits, les scientifiques ont en outre pu réduire la quantité de réactifs d'un cinquième. Stark et ses collègues ont déjà organisé la production en série de l'appareil. Ils prévoient maintenant de demander l'admission de l'appareil par les autorités. Dès qu'ils l'auront obtenue, ils pourront commercialiser l'appareil.

Déterminer l'empreinte digitale

Professeur de l'ETH Sai Reddy et la "Genomics Facility" du Département des systèmes biologiques de l'ETH Zurich à Bâle misent pendant ce temps sur une autre méthode pour détecter le virus : Le séquençage profond. Cette méthode relativement nouvelle est extrêmement sensible - Reddy l'estime nettement plus sensible que la PCR - et permet d'analyser environ 5000 échantillons en une seule étape. Autre avantage de taille : cette technologie fournit également l'empreinte génétique exacte (séquence d'ARN) du virus pour chaque échantillon. Comme l'agent pathogène change très peu au fil du temps, ces données se prêtent à l'analyse de l'arbre généalogique des virus.

Lors de l'analyse et du contrôle de qualité des données brutes de deep sequencing, on utilise également une méthode bioinformatique du professeur ETH Niko Beerenwinkel être utilisée. Il a développé cette méthode au cours des dernières années afin de détecter si un patient porte simultanément différentes variantes génétiques d'un virus. Dans le cas du VIH, par exemple, une telle diversité virale au sein d'un patient influence les décisions thérapeutiques. Beerenwinkel souhaite examiner si une telle diversité joue également un rôle dans le cas du Sras-CoV-2.

Taux d'occultation et propagation géographique

La professeure de l'ETH Zurich s'occupe des analyses d'arbres généalogiques. Tanja Stadler. Elle a entamé une collaboration avec une grande entreprise suisse de diagnostic de laboratoire, dont le site principal se trouve dans le nord-ouest de la Suisse. Cette entreprise mettra tous les échantillons viraux analysés à la disposition de la Genomics Facility Basel, de manière anonyme. Leur empreinte génétique y sera déterminée. Des analyses d'arbres généalogiques permettront à Stadler de calculer des paramètres épidémiologiques, notamment le nombre de personnes qui sont tombées malades mais qui n'ont pas été testées et qui n'apparaissent donc dans aucune statistique.

En outre, les méthodes de Stadler permettront de suivre géographiquement la propagation du virus presque en temps réel. La scientifique pourra par exemple montrer combien de personnes malades ont été infectées au sein de la Suisse du Nord-Ouest, et combien ont été infectées ailleurs et ont ensuite introduit le virus dans la région. De telles informations, qui ne permettent toutefois pas de tirer des conclusions sur des personnes individuelles, pourraient compléter le suivi des personnes infectées et de leurs contacts ("Contact tracing") et aider les autorités à adapter, le cas échéant, les mesures de lutte contre la pandémie.

Virus sur des surfaces

Le virus pandémique se transmet directement d'une personne à l'autre par le biais de gouttelettes. L'ampleur du risque de contamination par les poignées de porte, les poignées de caddies, les barres d'appui dans les transports publics ou les terminaux de paiement n'est en grande partie pas claire sur le plan scientifique. De même, aucune étude n'a été menée jusqu'à présent sur l'étendue de la présence du virus pandémique sur de telles surfaces en Suisse. Professeure à l'ETH Zurich Barbara Treutlein veut se pencher sur cette question, collecter avec son équipe à Bâle un grand nombre d'échantillons et les analyser - d'une part également par séquençage dans la Genomics Facility Basel, d'autre part avec une autre méthode de détection virale relativement récente, la "Loop-mediated isothermal amplification".

Protéines virales pour les tests d'anticorps

Différents groupes de l'Hôpital universitaire de Zurich et de l'Université de Zurich s'intéressent non pas à la détection du virus pandémique lui-même, mais à l'analyse du sérum sanguin pour déterminer si des anticorps y sont présents. Des protéines virales sont utilisées dans les tests de laboratoire pour vérifier si les échantillons de sérum contiennent des anticorps qui se fixent sur ces protéines virales selon le principe de la clé et de la serrure.

Les groupes de professeurs de l'ETH Nenad Ban et Kaspar Locher sont en train de produire ou prévoient de produire certaines protéines virales de manière biotechnologique en quantités suffisantes et avec une grande pureté. Ils transmettront les protéines à des collègues de l'Université de Zurich, qui développeront des tests de détection d'anticorps correspondants et les mettront à disposition de l'Hôpital universitaire de Zurich pour analyse.