L’application de test ‘Origami’ pourrait aider à lutter contre la propagation du paludisme

L'application de test 'Origami' pourrait aider à lutter contre la propagation du paludisme

L’application, associée à un support imprimé en 3D contenant un simple élément chauffant, contrôle la température du test d’origami, le chauffant en une dizaine de minutes à la température requise par le processus LAMP pour fonctionner. Crédit : Université de Glasgow

Une nouvelle approche pour lutter contre la propagation du paludisme en Afrique subsaharienne, qui combine des tests sanguins abordables et faciles à administrer avec un apprentissage automatique et un cryptage incassable, a généré des premiers résultats encourageants en Ouganda.

Le paludisme est l’une des principales causes de maladie et de décès dans le monde, rendant malade environ 228 millions de personnes chaque année, dont plus de 400 000 mortellement. Comme le COVID-19, le paludisme peut se propager de manière asymptomatique, ce qui rend les tests sur le terrain à grande échelle essentiels pour contenir les épidémies et sauver des vies.

Un défi important pour rendre les tests sur le terrain largement disponibles est que le test sanguin le plus courant et le plus précis est basé sur le processus de réaction en chaîne par polymérase (PCR). Les tests PCR nécessitent un personnel qualifié pour prélever du sang et des conditions de laboratoire pour tester les échantillons. Dans les régions reculées d’Afrique subsaharienne, les infections paludéennes se déclarent souvent à des centaines de kilomètres du personnel qualifié et des conditions de laboratoire, ce qui rend très difficile le contrôle efficace des infections.

Bien que des tests de flux latéral plus portables pour le paludisme aient été développés et fournis ces dernières années, leur fiabilité a été mise en doute, certaines études suggérant qu’ils pourraient n’être précis qu’à 75 %.

Au cours des dernières années, des ingénieurs biomédicaux de l’Université de Glasgow et du ministère de la Santé ougandais ont travaillé ensemble pour développer une alternative « origami » plus fiable et à faible coût à la PCR et aux tests de flux latéral.

Il utilise des feuilles de papier ciré plié pour préparer des échantillons de patients pour un autre type de processus de détection connu sous le nom d’amplification isotherme à médiation par boucle, ou LAMP, qui peut être délivré sur le terrain. Des tests sur le terrain antérieurs en Ouganda ont montré que la technique de test de l’origami est précise à 98%.

Un échantillon de sang prélevé sur un patient par piqûre au doigt est placé dans un canal de cire dans le papier plié. Le papier est ensuite plié, en dirigeant l’échantillon dans un canal étroit, puis dans trois petites chambres que la machine LAMP utilise pour tester l’ADN des échantillons à la recherche de Plasmodium falciparum, l’espèce parasite transmise par les moustiques qui cause le paludisme.

Dans un nouvel article publié aujourd’hui dans Nature Électronique, les chercheurs décrivent comment ils ont développé une application sécurisée pour smartphone à associer à leurs tests d’origami, qui utilise l’apprentissage en profondeur pour permettre un diagnostic plus précis et pourrait faciliter une meilleure surveillance de la transmission communautaire.

Ensuite, les résultats LAMP sont analysés à l’aide d’un processus d’apprentissage automatique basé sur le cloud pour s’assurer qu’ils sont correctement administrés, permettant aux utilisateurs de différents niveaux de compétence de mener correctement le test. Un diagnostic positif ou négatif de l’infection palustre du patient est fourni via des lignes sur une bande d’écoulement latéral similaires à celles utilisées pour les tests COVID-19 à domicile.

Les résultats du patient sont stockés en toute sécurité sur un registre basé sur la blockchain pour garantir leur confidentialité, et partagés avec les autorités locales pour permettre un suivi anonymisé des infections locales.

Le professeur Jon Cooper, de la James Watt School of Engineering de l’Université de Glasgow, a dirigé le développement du système de diagnostic. Le professeur Cooper a déclaré : « En 2018, un rapport de l’Organisation mondiale de la santé sur la lutte contre le paludisme a souligné la nécessité de tests rapides et efficaces qui seraient disponibles pour tous ceux qui en auraient besoin, même dans les zones rurales les plus reculées. Le rapport de l’OMS a également recommandé que la maladie les diagnostics deviennent plus intégrés numériquement dans les systèmes régionaux ou nationaux de gestion des cas afin de mieux surveiller la propagation du paludisme.

« Nous pensons que le système que nous avons développé pourrait aider à répondre à ces deux besoins urgents. Il permet aux non-experts d’administrer des tests sanguins n’importe où, puis de partager ces résultats en toute sécurité avec les autorités locales et régionales. L’adoption généralisée d’un système comme celui-ci pourrait avoir un impact important sur la propagation du paludisme en Afrique subsaharienne. »

Les chercheurs ont validé leur approche avec quelques essais initiaux sur le terrain dans le district rural de l’Est de Tororo en Ouganda. Ils ont utilisé leur système pour tester des échantillons de sang prélevés sur 40 écoliers d’une école primaire locale âgés de cinq à 12 ans avec la permission de leurs parents. Les tests étaient précis à 98 %. Tous les échantillons ont ensuite été retestés au Royaume-Uni à l’aide d’un test PCR standard pour le paludisme.

Le Dr Julien Reboud, maître de conférences en génie biomédical à l’Université de Glasgow, est co-auteur de l’article. Le Dr Reboud a déclaré : « Les smartphones sont largement utilisés en Afrique, même dans les zones les plus reculées, ce qui les rend potentiellement inestimables pour permettre des tests à grande échelle et une surveillance efficace des maladies transmissibles comme le paludisme.

« Nous souhaitons rendre cette technologie aussi largement disponible que possible et sommes en pourparlers précoces avec les prestataires de soins de santé pour explorer nos options. »

M. Moses Adriko, responsable de programme à la division de lutte contre les vecteurs et les MTN du ministère ougandais de la Santé, a déclaré : « Le paludisme et d’autres maladies infectieuses sont responsables d’un fardeau important dans les communautés isolées, affectant les familles non seulement en raison d’une mauvaise santé, mais également d’un impact sur l’éducation des enfants. .

« Le développement de cette nouvelle technologie de santé numérique avec nos partenaires de l’Université de Glasgow utilise l’intelligence artificielle et la blockchain sur un téléphone mobile pour fournir des tests ADN sur le terrain couplés à un outil d’aide au diagnostic de décision expert, le tout avec le niveau de confiance élevé requis et sécurité.

« Les tests dans les écoles du district de Tororo dans l’est de l’Ouganda ont mis en évidence le fardeau local élevé de la maladie, nous permettant non seulement de traiter les enfants touchés en temps opportun et avec précision, mais nous permettant également de fournir des données qui ont informé les autorités régionales de la santé et de l’éducation pour ajuster des stratégies plus larges de gestion des maladies localement. »

L’article de l’équipe, intitulé « Diagnostic du paludisme par ADN basé sur un smartphone utilisant l’apprentissage en profondeur pour l’aide à la décision locale et la technologie blockchain pour la sécurité », est publié dans Nature Électronique.


L’appareil de diagnostic « Origami » offre des diagnostics de paludisme abordables


Plus d’information:
Xin Guo et al, Diagnostics ADN sur smartphone pour la détection du paludisme utilisant l’apprentissage en profondeur pour l’aide à la décision locale et la technologie blockchain pour la sécurité, Nature Électronique (2021). DOI : 10.1038/s41928-021-00612-x

Fourni par l’Université de Glasgow

Citation: L’application de test ‘Origami’ pourrait aider à lutter contre la propagation du paludisme (2021, 3 août) récupéré le 3 août 2021 à partir de https://techxplore.com/news/2021-08-origami-app-tackle-malaria.html

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