Amélioration du diagnostic du VIH et de la tuberculose : technologies complémentaires pour la collecte et le traitement des échantillons

Des diagnostics efficaces sont la pierre angulaire de la gestion des maladies telles que la tuberculose (TB) et le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), deux des maladies infectieuses les plus importantes au monde. Une détection précoce et précise est essentielle pour initier le traitement en temps opportun, réduire la transmission et améliorer les résultats pour les patients. Cependant, malgré les progrès réalisés dans le domaine des diagnostics moléculaires et des tests de flux latéral (LFA), des lacunes importantes subsistent en termes d’accessibilité, de prix et de mise en œuvre, en particulier dans les environnements à ressources limitées. Pour surmonter ces obstacles, il faut des approches innovantes en matière de diagnostic au point de service (PoC) et des technologies de soutien qui rationalisent la collecte et le traitement des échantillons dans les environnements à faibles ressources.

Les tests de charge virale du VIH (CV) au PoC avec des délais d’exécution le jour même ont démontré de meilleurs résultats cliniques ( « Lignes directrices consolidées sur la prévention, le dépistage, le traitement, la prestation de services et la surveillance du VIH : recommandations pour une approche de santé publique » ), mais leur adoption reste faible en raison des options de marché limitées et des contraintes technologiques, car la plupart des tests actuellement approuvés sont soit proches du PoC, soit nécessitent un traitement en laboratoire centralisé ( « Liste des kits et équipements de test de diagnostic du VIH classés selon la politique d’assurance qualité du Fonds mondial » ). L’un des principaux défis est le manque de dispositifs de collecte de sang et de traitement d’échantillons abordables et conviviaux qui permettent des performances robustes dans de véritables contextes de PoC. Surmonter ces défis est essentiel pour une adoption plus large et un meilleur accès aux diagnostics vitaux pour la gestion du VIH.

De même, le diagnostic de la tuberculose est confronté à des lacunes importantes. Chaque année, on estime que 10 millions de personnes contractent la tuberculose, mais plus de 25 % ne sont pas diagnostiquées et moins de 50 % des cas diagnostiqués utilisent un diagnostic rapide recommandé par l’OMS (WRD) (Rapport mondial de l’OMS sur la tuberculose 2023). En raison de sa structure de paroi cellulaire particulière et de sa résistance aux méthodes de lyse chimique traditionnelles, Mycobacterium tuberculosis  (MTB) nécessite généralement une lyse mécanique instrumentée pour atteindre une sensibilité élevée dans les tests de diagnostic moléculaire ( «Un nouveau test manuel de réaction en chaîne par polymérase quantitative validé sur des écouvillons de langue collectés et traités en Ouganda montre une sensibilité qui rivalise avec les diagnostics moléculaires de la tuberculose basés sur les expectorations» ). Contrairement à des maladies telles que le VIH et le paludisme, il n’existe actuellement aucun outil de diagnostic moléculaire PoC véritablement sans instrument qui ait des performances adéquates pour la détection de la tuberculose. Bien que les tests simples de lipoarabinomannane tuberculeux (TB LAM) représentent une autre solution unique pour la détection du MTB à l’aide d’un échantillonnage non invasif d’urine, la précision du diagnostic est modeste pour les PVVIH et par ailleurs médiocre. L’élargissement de l’accès à des tests très précis, en particulier au plus près des patients, est essentiel pour mettre fin à l’épidémie de tuberculose.

Pour combler ces lacunes diagnostiques, il est essentiel de développer des technologies complémentaires pour la collecte, la lyse et la préparation des échantillons. Des solutions pré-analytiques, telles que la collecte et la stabilisation simplifiées des échantillons et la lyse des échantillons sans instrument spécifiquement pour la tuberculose, pourraient permettre d’obtenir des résultats plus fiables et cohérents tout en réduisant la dépendance à une infrastructure de laboratoire complexe. En investissant dans ces technologies de soutien, les plateformes de diagnostic peuvent devenir plus accessibles, évolutives et efficaces pour atteindre les populations mal desservies.

Le défi

Les améliorations récentes des tests de diagnostic ont permis de réaliser des tests moléculaires et de flux latéral plus près du patient que jamais et, dans certains cas, à domicile avec un format de test entièrement consommable. Le défi consiste à développer des solutions en amont des tests qui permettent un prélèvement d’échantillons, une préparation d’échantillons et une lyse auto-administrés plus faciles, plus abordables et lorsque cela est nécessaire pour soutenir des tests PoC innovants avec des délais d’exécution plus rapides.

Plus précisément, les objectifs de ce défi seront de répondre à un ou à tous les éléments suivants :

1. Dispositifs de prélèvement sanguin par auto-échantillonnage (prélèvement de sang sans phlébotomiste)
   1. Les solutions doivent permettre la collecte sans phlébotomie d’au moins 1 ml de sang total avec des performances comparables à celles des échantillons collectés par phlébotomie. Les paramètres clés comprennent la qualité de l’échantillon, le volume collecté, le taux d’échec et la facilité d’utilisation.
   2. Les solutions doivent garantir que l’échantillon est stable pendant au moins 24 heures à des températures allant jusqu’à 40°C et une humidité allant jusqu’à 70 % sans nécessiter de chaîne du froid.
   3. Idéalement, la solution doit être compatible avec la production de sérum ou de plasma, mais doit, au minimum, permettre une collecte robuste de sang total.
   4. Si une conception comprend un élément de collecte d’échantillon ou un récipient (par exemple, un tube ou une tasse), le dispositif de stockage doit empêcher les fuites et/ou l’aérosolisation du contenu pendant le stockage et le transport.
   5. Si une conception comprend un tampon, il doit être compatible avec l’immuno-essai en aval ou l’amplification et la détection d’acide nucléique sans nécessiter d’extraction ou de purification.
   6. Les solutions développées doivent être suffisamment simples pour être utilisées à domicile par un profane ou par un professionnel de la santé de niveau inférieur.
2. Collecte d’échantillons pour VTT
   1. Les solutions doivent permettre la collecte d’une biomasse d’échantillons reproductible et cohérente qui ne nécessite pas de pipetage.
   2. Si une conception comprend un élément de collecte d’échantillon ou un récipient (par exemple, un tube ou une tasse), le dispositif de stockage doit empêcher les fuites et/ou l’aérosolisation du contenu pendant le stockage et le transport.
   3. Si une conception comprend un tampon, celui-ci doit être compatible avec la lyse en aval et l’amplification et la détection des acides nucléiques sans nécessiter d’extraction ou de purification.
   4. Les échantillons doivent être stables jusqu’à 72 heures à des températures allant jusqu’à 40°C et une humidité allant jusqu’à 70% sans avoir besoin de chaîne du froid.
   5. Les solutions doivent être sûres à administrer et suffisamment simples pour être utilisées à domicile par un profane ou un professionnel de la santé de niveau inférieur.
3. Dispositifs de préparation d’échantillons (traitement d’échantillons sans instrument) pour la détection du VIH
   1. Les solutions de préparation d’échantillons peuvent inclure des aspects de traitement d’échantillons simples ou multiples tels que le nettoyage des échantillons, la filtration, la génération de plasma/sérum, la concentration d’analytes, etc.
   2. Si la préparation des échantillons est intégrée à la collecte des échantillons, l’étape de traitement (par exemple, la séparation plasma/sérum) doit être transparente et incluse dans le flux de travail de collecte.
   3. Si la préparation des échantillons comprend une stabilisation, en particulier pour les cibles ARN, les solutions doivent permettre la stabilisation des échantillons pendant au moins 24 heures ou plus à des températures allant jusqu’à 40 °C et une humidité allant jusqu’à 70 % sans nécessiter de chaîne du froid. Les échantillons doivent également avoir des performances équivalentes à celles des échantillons frais ( TSS 1  – Tests de diagnostic rapide du virus de l’immunodéficience humaine (VIH) pour les tests professionnels et/ou auto-tests ).
   4. Idéalement, aucun instrument supplémentaire ne devrait être nécessaire pour réaliser les étapes. Cependant, si des instruments supplémentaires sont nécessaires, ils doivent être compacts, facilement transportables, alimentés par batterie et économiques (moins de 50 USD).
   5. La solution doit être suffisamment simple et sûre pour pouvoir être réalisée à domicile par un utilisateur profane ou par un professionnel de la santé de niveau inférieur.
4. Dispositifs de lyse d’échantillons (lyse sans instrument) pour la lyse de la tuberculose
   1. Les nouveaux dispositifs doivent démontrer la faisabilité de l’inactivation des cellules MTB (par des protocoles d’analyse de biosécurité standard) et de la lyse (par rapport à la lyse mécanique par battage de billes ou sonication) sans avoir besoin d’un instrument réutilisable. ( Un nouveau test manuel de réaction en chaîne par polymérase quantitative validé sur des écouvillons de langue collectés et traités en Ouganda montre une sensibilité qui rivalise avec les diagnostics moléculaires de la tuberculose basés sur les expectorations ).
   2. La solution doit ouvrir les cellules MTB (> 50 % d’efficacité de lyse par rapport à la lyse mécanique par battage de billes ou sonication) sans endommager l’ADN cible.
   3. Le lysat obtenu doit être stable jusqu’à 72 heures à des températures allant jusqu’à 40°C et une humidité allant jusqu’à 70% sans avoir besoin de chaîne du froid.
   4. Idéalement, aucun instrument supplémentaire ne devrait être nécessaire pour réaliser les étapes. Cependant, si des instruments supplémentaires sont nécessaires, ils doivent être compacts, facilement transportables, alimentés par batterie et économiques (moins de 50 USD).
   5. La solution doit être suffisamment simple et sûre pour pouvoir être réalisée à domicile par un utilisateur profane ou par un professionnel de la santé de niveau inférieur.
5. Nettoyage des échantillons et concentration des analytes
   1. Solutions pré-analytiques pour améliorer la qualité des analytes afin de meilleures performances d’analyse, y compris, mais sans s’y limiter, le nettoyage des échantillons, la concentration des analytes et l’élimination des interférences.
   2. La solution doit démontrer l’équivalence avec les méthodes de nettoyage des échantillons de laboratoire et les kits de concentration d’analytes.

Critères d’évaluation :

• Faisabilité et innovation pour répondre aux exigences de collecte, de traitement et/ou de lyse.
• Rentabilité et évolutivité.
• Performances analytiques et données de validation conformément aux directives publiées.
• Alignement avec les besoins décentralisés ou PoC selon les directives publiées.
• Durée de conservation du produit à température ambiante et stabilité pendant le transport dans les pays à revenu faible ou intermédiaire cibles, comme suggéré par la liste des pays prioritaires du Fonds mondial.

Critères d’éligibilité

Cette initiative est ouverte aux organisations à but non lucratif, aux entreprises à but lucratif, aux organisations internationales, aux agences gouvernementales et aux institutions universitaires. Nous encourageons particulièrement les candidatures impliquant des projets menés par des femmes ou par des organisations dirigées par des femmes et les candidatures d’institutions basées dans des pays à revenu faible ou intermédiaire.

Niveau de financement

Nous examinerons les propositions de subventions de 100 000 à 250 000 USD pour chaque projet, avec une durée de subvention allant jusqu’à 2 ans. Les budgets des candidatures doivent être proportionnels à l’étendue des travaux proposés. Les coûts indirects seront pris en compte et devront être inclus dans le budget jusqu’au montant de la subvention accordée (sous réserve de la  politique de coûts indirects de la Fondation Gates ).