Le nano-or détecte les maladies en 15 minutes: NasRED lit des centaines de molécules dans une goutte de sang

ACS Nano a décrit un test de diagnostic portable appelé NasRED ( Nanoparticle-Supported, Rapid, Electronic Detection ). Il utilise des nanoparticules d'or et une lecture électro-optique pour détecter les antigènes et les anticorps dirigés contre les infections à des concentrations extrêmement faibles, jusqu'au niveau subfemtomolaire/attomolaire. Le test de dépistage de la COVID-19 a montré une distinction précise avec les autres infections, le temps de réponse était d'environ 15 minutes et le coût du test était d'environ 2 dollars. Selon les auteurs, la sensibilité est environ 3 000 fois supérieure à celle de l'ELISA, l'échantillon requis est 16 fois moins important et le résultat est 30 fois plus rapide.

Arrière-plan

• Pourquoi le diagnostic au point de service(POC) est-il de nouveau nécessaire et comment mesurer son efficacité? En pratique, des tests au point de service (sur site, rapides et économiques) répondant aux critères de sécurité: abordables, sensibles, spécifiques, conviviaux, rapides et robustes, sans équipement et simples, délivrés rapidement et facilement, ainsi qu'une connectivité en temps réel et un prélèvement d'échantillons aisé. La plupart des tests « à domicile » ne couvrent pas encore tous les critères, notamment la sensibilité « S ». D'où la course aux méthodes offrant une sensibilité comparable à celle d'un laboratoire, sans laboratoire.
• Là où les classiques restent bloqués.
  • Les bandelettes LAT (tests antigéniques) sont rapides et bon marché, mais la sensibilité à la PCR est modérée et dépend fortement de la charge virale/du moment de la maladie; même les meilleurs kits ne parviennent souvent pas à atteindre la sensibilité « de laboratoire ».
  • La méthode ELISA est précise, mais nécessite des réactifs, des laveurs/lecteurs, des incubations – ce qui représente des heures et un laboratoire; les versions « améliorées » existantes abaissent les seuils, mais au prix d'une complexité accrue du protocole. Pour le dépistage sur le terrain, ces obstacles sont importants.
• Pourquoi des nanoparticules d'or? Les AuNP sont les piliers des biocapteurs: elles présentent une réponse plasmonique prononcée (l'absorption/diffusion change lors de l'agrégation ou lorsque l'environnement change), une chimie de surface pratique pour la conjugaison protéine/aptamère, et une bonne stabilité. Cela permet la réalisation de tests où le lien « molécule analysée ↔ nanoparticule » est converti en un signal optique/électronique sans optique complexe.
• La lecture électro-/optoélectronique, une avancée majeure. La clé du PoC réside dans la simplification de la détection: au lieu de grands spectrophotomètres, utilisez une LED et un photocapteur/électronique simple, et mesurez la variation de transparence/diffusion ou la « déposition » des nanoparticules fonctionnalisées lors de la liaison à la cible. Ces méthodes offrent une large plage dynamique et un temps de réponse rapide, tout en maintenant des limites de détection basses. C'est là que NasRED entre en jeu.
• Pourquoi est-il important de pouvoir visualiser à la fois les antigènes et les anticorps? Pour les infections à différents stades, certaines cibles sont plus informatives que d'autres: l'antigène pour une infection active précoce, les anticorps pour une infection passée/actuelle avec séroconversion ou l'évaluation de la réponse immunitaire. Les plateformes qui « requalifient » de manière modulaire les antigènes en anticorps (et inversement) s'adaptent plus rapidement à de nouveaux agents pathogènes/tâches.
• Contexte de cet article. Lors d'une démonstration sur le SARS-CoV-2, NasRED a démontré la détection de niveaux sous-femtomolaires d'antigènes/anticorps en environ 15 minutes à partir d'un microvolume (environ 6 µl) et une discrimination précise de la COVID-19 par rapport aux autres infections; la plateforme est censée être adaptable aux toxines, aux marqueurs tumoraux, etc. Cela comble l'écart entre la « bandelette » et le laboratoire en termes de sensibilité et de rapidité. La conséquence est le potentiel de détection précoce à faible prévalence et dans les milieux à faibles ressources.
• Mais l'hypersensibilité comporte aussi des risques. Plus le seuil est bas, plus les exigences en matière de pureté, de contrôle des réactions croisées et de gestion des faux positifs sont élevées. Par conséquent, chaque nouvelle « cible » sur la plateforme nécessite des validations cliniques et des tests de résistance distincts pour les effets de la matrice (sang, salive, nasopharynx) et la stabilité des consommables dans les chaînes d'approvisionnement réelles.
• Pourquoi il s'agit d'une orientation logique pour l'évolution des tests. Le domaine a déjà appris à « briser » les barrières picomolaires (ELISA numérique, formats LF améliorés), mais le plus souvent au prix d'équipements coûteux et de protocoles complexes. Les plateformes AuNP à lecture électronique simple cherchent à combiner ultra-sensibilité et matériel peu coûteux, exactement ce qu'exigent les critères ASSURED/REASSURED.

Comment cela marche-t-il

• Les nanoparticules d'or sont recouvertes de molécules de reconnaissance. Pour rechercher une protéine virale, on utilise des anticorps; pour capturer les anticorps du patient, on utilise des antigènes viraux.
• Ces particules sont ajoutées à un minuscule échantillon (une goutte de sang, de salive ou de liquide nasal). Si l'échantillon contient une cible, la plupart des nanoparticules s'agglutinent et se déposent au fond du tube. En l'absence de cible, la suspension reste trouble.
• L'appareil fait passer un faisceau LED à travers la surface du liquide et un capteur électronique mesure la quantité de lumière qui le traverse: plus de lumière = plus de particules sont « tombées », ce qui signifie qu'il y a une cible. Le tout sans optique encombrante ni préparation d'échantillon compliquée.

Qu'est-ce qui a été montré exactement dans la nouvelle œuvre

• COVID-19: NasRED a détecté de manière fiable les antigènes et les anticorps du SARS-CoV-2 à des niveaux où les méthodes standard échouent, et a différencié la COVID-19 des autres infections. Lors des tests humides avec des particules entières de coronavirus, la sensibilité était comparable à celle d'Abbott ID NOW (un test moléculaire populaire), mais avec un avantage en termes de rapidité et de simplicité.
• Seuil de détection: L'équipe a poussé la sensibilité jusqu'à l'échelle attomolaire (exemple du communiqué de presse: « Une goutte d'encre dans 20 piscines olympiques »). Le titre de l'article met l'accent sur le niveau subfemtomolaire.
• Modularité: les mêmes nanoplateformes « vides » peuvent être rapidement reprogrammées pour d’autres cibles, d’E. coli (toxine Shiga) aux marqueurs tumoraux et aux protéines d’Alzheimer; un prototype de cette technologie a déjà permis de détecter Ebola à partir de minuscules volumes de sang.

Pourquoi est-ce important?

• Des tests de qualité laboratoire, sans laboratoire. Un besoin urgent en santé publique est de disposer de tests rapides, précis et peu coûteux au point de service (PoC). NasRED comble le fossé entre les bandelettes rapides et les tests intensifs: environ 2 $ par test, environ 15 minutes, un équipement et une formation minimes. C'est essentiel pour les conditions de terrain et les régions à faibles ressources.
• Détection précoce à faible prévalence. Lorsque les cas sont peu nombreux (épidémies précoces, groupes à risque VIH/VHC, borréliose), il n'est pas rentable de déployer des chaînes de laboratoires, et les patients ne sont tout simplement pas testés. Le test PoC ultra-sensible permet de chercher une aiguille dans une botte de foin, et ce, immédiatement.

Dans quelle mesure est-ce « meilleur que la norme »?

Les auteurs fournissent des comparaisons: environ 3 000 fois plus sensible que l’ELISA, volume d’échantillon 16 fois plus petit, temps de réponse 30 fois plus rapide; en concentrations absolues, des centaines de molécules en sous-microlitres, « près de 100 000 fois plus sensible que les tests de laboratoire standard » (estimation issue d’un communiqué institutionnel). Ces chiffres se réfèrent à des valeurs de référence dans les conditions d’étude et nécessitent une validation externe.

Ce qui est déjà clair sur les « points sensibles »

• Pour l'instant, la préparation des échantillons nécessite des mini-centrifugeuses/mélangeurs de paillasse; l'équipe travaille sur la miniaturisation et l'automatisation, avec pour objectif un format entièrement de poche et, potentiellement, un test à domicile.
• L'universalité annoncée (modules pour différentes maladies) est excellente sur le papier, mais pour la clinique, des essais cliniques distincts sont nécessaires pour chaque cible analytique (VIH, VHC, borréliose, etc.) avec des tests de réactions croisées, de stabilité des réactifs et de qualité de la chaîne d'approvisionnement.

Où cela peut-il aller?

Dans un avenir proche, NasRED se présente comme une plateforme: un appareil et des capteurs interchangeables pour le marqueur souhaité. Si la modularité est confirmée, cette approche pourrait accélérer le déploiement des tests lors de nouvelles épidémies et étendre les diagnostics PoC dans les cliniques, les services d'urgence, les points mobiles et même au sein des équipes mobiles pour les groupes difficiles d'accès.

Source: Choi Y. et al. Détection électronique rapide et assistée par nanoparticules des anticorps et antigènes du SARS-CoV-2 au niveau subfemtomolaire. ACS Nano, publié le 11 août 2025. https://doi.org/10.1021/acsnano.5c12083