Simplifier les tests PCR pour accélérer le dépistage de la COVID, c’est possible!

Au début de la pandémie, des chercheurs de l’Université du Québec à Trois-Rivières ont montré qu’on pouvait simplifier le test de dépistage PCR en sautant simplement une étape. Un raccourci qui, depuis, a fait le tour du monde !

« Si la COVID-19 nous a montré une chose, c’est à quel point les milieux universitaires et hospitaliers peuvent avoir une belle collaboration! » s’exclame le D^r Alexis Danylo, microbiologiste-infectiologue au CIUSSS Mauricie-Centre-du-Québec (MCQ).

Le médecin chercheur sait de quoi il parle. Dans les premières semaines de la pandémie, alors que le branle-bas de combat régnait dans le réseau de la santé et que l’ensemble du personnel était débordé, le D^r Danylo a lancé un appel à l’aide qui l’a amené à croiser le chemin d’Hugo Germain, professeur au Département de chimie, biochimie et physique de l’Université du Québec à Trois-Rivières. Leur collaboration a permis de sauver temps et argent non seulement pour le CIUSSS MCQ, mais aussi pour de nombreux autres centres hospitaliers aux quatre coins du Québec… et du globe !

Pour comprendre comment, il faut retourner en mars 2020. « On tentait alors d’implanter des tests PCR pour diagnostiquer la COVID, se rappelle le D^r Danylo. Il fallait le faire rapidement, car on voyait arriver d’importants besoins. En temps normal, un centre hospitalier comme le nôtre, qui couvre l’ensemble de la Mauricie-Centre-du-Québec, effectue 150 PCR par jour, généralement pour des MTS comme la chlamydia ou la gonorrhée. Avec la COVID-19, la demande est montée à 2000 tests par jour ! C’était démesuré ! »

Lorsqu’on tente de détecter la présence d’un microorganisme par PCR (polymerase chain reaction en anglais, ou réaction en chaîne de la polymérase), le test se déroule en deux grandes étapes : la première est l’extraction, au cours de laquelle on isole et préserve les brins d’ARN dans l’échantillon, puis on élimine toute autre molécule qui pourrait interférer avec la réaction. La seconde est la PCR elle-même : on amplifie l’ARN présent dans l’échantillon pour le rendre détectable.

Ces deux étapes nécessitent plusieurs réactifs. Or, avec la hausse faramineuse du nombre de tests à l’échelle mondiale, plusieurs craignaient une pénurie de ces réactifs. Pour assurer que les tests ne soient pas interrompus, une solution de rechange était donc nécessaire.

« Au départ, on a eu une demande du CIUSSS MCQ pour un prêt d’équipement, car ils manquaient de matériel pour les tests, se rappelle Hugo Germain. Mais le D^r Danylo s’est montré intéressé à ce qu’on reste sur place pour offrir notre aide. Les techniciens et employés du centre hospitalier n’avaient pas le temps de faire autre chose que des tests, donc on a pris en charge le développement et l’expérimentation pour améliorer les procédures ».

La première étape, l’extraction, s’étire sur deux heures, spécifie le D^r Danylo. « Si on ajoute à cela deux autres heures pour le test PCR lui-même, on se retrouve avec 4 à 5 heures de travail par bassin d’échantillon. À ce rythme, les échantillons allaient inévitablement s’accumuler et on allait prendre du retard. »

Dès mars 2020, plusieurs compagnies ont promis des trousses de tests PCR qui ne nécessitaient pas l’étape d’extraction… sans pouvoir les livrer avant juillet, voir août 2020! L’équipe du professeur Germain s’est donc attelée à la tâche pour relever le défi de simplifier eux-mêmes les tests.

Tourner les coins ronds… sans perdre en précision!

Rapidement, deux caractéristiques spécifiques au virus SRAS-CoV-2 ont mis la puce à l’oreille des chercheurs. « En temps normal, lorsqu’on extrait de l’ARN provenant d’échantillons microbiologiques, on doit utiliser des milieux de culture qui favorisent la préservation de l’échantillon, car toute dégradation du matériel génétique qu’ils renferment pourrait fausser les résultats, explique Natacha Merindol, associée de recherche dans le laboratoire du professeur Germain. Mais ce virus-là semblait bien résister à cette dégradation une fois en éprouvette. L’étape de l’extraction a aussi pour objectif de purifier et concentrer même les plus petites quantités d’ARN pour faciliter leur détection. Or, cela se révélait inutile puisque la charge virale observée dans nos échantillons était souvent très élevée, même chez des patients qui n’avaient pas encore de symptômes. »

Avec de telles propriétés, ce virus avait-il vraiment besoin de passer par la case « extration »? Pour le vérifier, les chercheurs ont osé une méthode en apparence extrême : troquer milieux de culture et réactifs d’extraction pour un simple entreposage des échantillons dans de l’eau.

En ajoutant une étape de chauffage pour inactiver tout processus biologique qui pourrait dégrader le virus dans l’eau, les chercheurs ont vite constaté qu’il était possible d’effectuer un test diagnostique PCR de grande précision, et ce, même en l’absence d’extraction! Une solution qui, en prime, réduit de moitié le temps alloué à la procédure. « Les collègues ont réagi avec incrédulité à cette idée, argumentant que ça ne marcherait jamais. Et pourtant, si ! » raconte Nathacha Merindol.

Très vite, des hôpitaux ont cogné à la porte de l’équipe. « On a travaillé à partir d’un type précis de trousse à PCR, celle de la compagnie Seegene, souligne le D^r Danylo. D’autres centres hospitaliers utilisant ces mêmes outils ont rapidement manifesté leur intérêt. On en était encore aux derniers ajustements que l’Hôpital de la Cité-de-la-Santé de Laval avait déjà adopté notre méthode. Puis, l’Hôpital Charles-Le Moyne à Longueuil s’y est intéressé, suivi de centres hospitaliers de Lévis et du Saguenay–Lac-Saint-Jean. Entre 20 et 30% des tests PCR faits au Québec emploient aujourd’hui cette méthode. »

En juillet 2020, l’équipe d’Hugo Germain publie ses résultats dans le Journal of Clinical Virology. Par la suite, des scientifiques de partout dans le monde lui écrivent pour obtenir des précisions. « On a reçu des courriels de chercheurs du Brésil, de Belgique, de France, d’Italie et même d’Israël, pour confirmer la méthode décrite dans l’article », raconte Natacha Merindol.

Bien que cette modification au protocole de PCR ait été un succès, les chercheurs soulignent qu’ils n’ont pas inventé le processus. Des trousses commerciales permettant de tester d’autres virus, tels que l’influenza, offrent déjà la possibilité de sauter l’étape d’extraction.

« Une des raisons pour lesquelles cela n’a pas été immédiatement suggéré, c’est qu’on manquait alors de connaissances sur le SRAS-CoV-2, et on n’était pas certain de ce qui s’appliquait à ce virus-là, explique Hugo Germain. C’est comme si on repartait à zéro, et c’est grâce à la collaboration entre les cliniciens et les chercheurs qu’on a pu surmonter ce défi aussi vite. »

 

Cet article fait partie de notre série «Métamorphose» qui explore des solutions aux nombreux problèmes et défis révélés par la pandémie de COVID-19.