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Le contrôle répandu a pu aider à arrêter l'écart de COVID-19

Le monde est maintenant dans les adhérences d'une pandémie historique. Le péage de mort du coronavirus nouveau s'est élevé à plus de 117.000 aux Etats-Unis et 448.000 autour du monde. Les cas totaux de la maladie, COVID-19 appelé, ont monté à travers 2 millions aux USA et 8,3 millions mondial. Les discussions font rage maintenant au sujet de si les conditions d'USA ont commencé à déménager trop rapidement pour rouvrir des restaurants, des mémoires, des raseurs-coiffeurs, et la myriade d'autres engines de durée et de commerce après des semaines de lockdown.

Mais il y a un endroit de la convention répandue, dit Robert Tjian, un chercheur de Howard Hughes Medical Institute à l'Université de Californie, Berkeley : le circuit sûr hors de la pandémie exige d'énormes quantités de contrôle. Pendant le 1er mai 2020, l'édition de l'ARN de tourillon, le Tjian, le co-auteur Meagan Esbin d'étude, et leurs collègues ont observé des progrès récents dans des méthodes d'essai COVID-19 et ont mis en valeur des barrages faisant face au contrôle répandu. Pour tracer l'écart de l'agent pathogène et arrêter le réseau de la boîte de vitesses, il est essentiel de déterminer SARS-CoV-2 le virus lui-même et pour la preuve que les gens ont précédemment été infectés, Tjian explique.

Les pays qui ont jusqu'ici avec succès annulé leurs manifestations, telles que le Nouvelle-Zélande, Taïwan, la Corée du Sud, et l'Islande, ont réalisé la meilleure fonction de recenser des cas. En revanche, « les Etats-Unis ont fait bien mauvais, » dit Lawrence Gostin, professeur de médecine et expert santé de public à l'université de Georgetown.

Ce manqu n'est pas faute d'effort à la communauté scientifique. Scores de chercheurs dans le pays ont relâché ce qu'ils faisaient pour aborder le défi aux USA, Tjian dit. En fait, il ajoute, en compilant les nombreuses études décrites en papier de son groupe, il « a été étonné à quelle rapidité tant de laboratoires ont converti en travailler à COVID-19. »

Ces laboratoires ont conçu des approches neuves novatrices pour vérifier, ainsi que pour surmonter les goulots d'étranglement qui ont entravé des efforts de contrôle tôt dans la pandémie. Quelques laboratoires, comme chez Berkeley, ont installé leurs propres fonctionnements de contrôle rapides pour servir les communautés locales, publiant rapidement leurs méthodes « de sorte que chacun ne doive pas réinventer le rouleau, » dit Tjian. Ceux-ci et beaucoup d'autres efforts aident à répondre à certaines des questions fondamentales au sujet de combattre la pandémie.

Pourquoi le contrôle est-il si important ?

SARS-CoV-2 est un virus particulièrement pernicieux. Il est hautement contagieux et relativement mortel, avec un taux de mortalité qui est encore incertain mais plus haut que cela de la grippe - 10 fois ou plus élevés, quelques caractéristiques proposent. Mais la caractéristique la plus wiliest du virus est qu'elle peut être écartée par les gens qui ne savent pas même qu'elles sont infectées. En revanche, les victimes du virus originel de radar à ouverture synthétique en 2003 n'étaient pas contagieuses jusqu'à ce que des symptômes sévères frappés, le rendant facile d'isoler ces gens et de couper le réseau de la boîte de vitesses.

Aux Etats-Unis, le nombre de caisses confirmées de coronavirus a surpassé deux millions. Densité de cas montrée en rouge. Plein tableau de bord de vue avec le comptage de cas par pays. Crédit : Université John Hopkins

Que les gens peuvent avoir COVID-19 sans sympt40mes est l'un des aspects les plus provocants de la prévention écartés. »

Éric Topol, fondateur et directeur de Scripps recherchent l'institut de translation

Une unknowingly personne infectée peut infecter des douzaines d'autres, comme montré par des événements « superspreading » comme une pratique en matière de choeur dans l'état de Washington, Avec 32 cas confirmés, et un homme qui a visité plusieurs boîtes de nuit sud-coréennes, infectant plus de 100 personnes.

De plus, le contrôle peut repérer SARS-CoV-2 seulement quand une personne infectée produit activement un bon nombre de virus, dit Tjian. C'est pourquoi trois types de contrôle sont indispensables, il dit. Les gens avec tous les sympt40mes COVID-19 devraient être examinés, pour repérer les caisses neuves dès que possible. Les gens qui ont été en contact avec une personne infectée également devraient être examinés, même si ils n'ont aucun sympt40me. Et en conclusion, il dit, les fournisseurs de soins de santé devraient examiner des gens pour des anticorps au virus, pour recenser ceux qui ont pu avoir déjà été infectés.

Comment les scientifiques déterminent-ils le coronavirus neuf ?

SARS-CoV-2 se reproduit en entrant dans des cellules humaines, puis en détournant les machines des cellules pour tirer beaucoup de copies de son matériel génétique, RNA appelé. Les scientifiques ont conçu plusieurs méthodes d'essai pour repérer ce l'ARN viral distinctif. La méthode employée dans presque tout le contrôle jusqu'à présent et considérée le « étalon-or » se fonde sur une technique pour amplifier des quantités minuscules de gènes viraux. D'abord, un écouvillon rassemble les cellules infectées de la gorge d'une personne, recueillant des morceaux d'ARN viral. Que le matériel génétique est type épuré et alors copié de l'ARN dans l'ADN complémentaire. L'ADN est alors des millions copiés de périodes suivre une méthode normale connue sous le nom d'amplification en chaîne par polymérase (PCR). En conclusion, on ajoute une sonde fluorescente qui émet une lueur indicatrice quand les copies d'ADN de l'ARN viral sont présentes.

L'ACP n'est pas la seule approche viable. Les scientifiques au MIT et à d'autres universités repurposed également la technique CRISPR appelé de retouche de gène pour trouver rapidement SARS-CoV-2. CRISPR emploie les enzymes conçues pour couper l'ADN aux endroits précis. Les harnais d'approche de contrôle qui capacité de chasser pour un morceau spécifique de code génétique, dans ce cas ARN viral, utilisant une enzyme qui brille par fluorescence quand elle trouve l'objectif SARS-CoV-2 distinctif. Début mai, Food and Drug Administration a donné l'autorisation de secours au test développé par l'équipe de MIT, qui est aboutie par le chercheur Feng Zhang de HHMI.

Une autre méthode d'essai affiche rapidement chaque l'ARN « lettre » du génome viral, utilisant un ordonnancement génétique appelé de processus. C'est surpuissant pour trouver le virus, mais il a été particulièrement utile à dresser une carte la marche implacable du virus dans le monde entier. Et quelques chercheurs expérimentent avec ADN intelligent « nanoswitches » qui peut renverser d'une forme à l'autre et produit d'une lueur fluorescente quand ils repèrent une pièce d'ARN viral.

Les scientifiques peuvent également voir des signes révélateurs d'infection dans le sang. Une fois que les gens ont été infectés, leurs systèmes immunitaires répondent en produisant des anticorps conçus pour neutraliser le virus. Les tests d'anticorps trouvent que réaction immunitaire dans les prises de sang utilisant une protéine conçue pour gripper aux anticorps SARS-CoV-2. Produisant un test d'anticorps qui est sensible et précis peut être délicat, cependant.

Cependant le contrôle de coronavirus aux USA a lutté pour atteindre les niveaux requis, « la science n'est pas la partie compliquée, » dit Tjian. « Comme toute autre chose dans la recherche, il y a plus d'une solution. » Au lieu de cela, le problème réel avait accéléré le rythme du contrôle.

Quelle est l'expérience professionnelle des USA sur le contrôle ?

Même pendant que le virus saccageait par Wuhan, la Chine, en janvier 2020 et a commencé à tuer des Américains en février (ou peut-être encore plus tôt), le gouvernement des USA pour se préparer à la pandémie de propagation. Il n'y avait essentiellement « aucune réaction » du gouvernement fédéral, Tjian dit. « Vous ne pourriez pas avoir imaginé une plus mauvaise équipe de commandement traiter cette pandémie mondiale. »

La gestion d'atout a refusé d'employer un test basé sur ACP développé par l'Organisation Mondiale de la Santé (WHO), par exemple, et un test a produit par le centres pour le contrôle et la prévention des maladies des États-Unis (CDC) avéré pour être défectueux. Le manque d'un effort national coordonné a quitté des conditions, des compagnies, et des laboratoires d'université brouillant pour combler la lacune.

Comme laboratoires et conditions aux USA a emballé pour amplifier leurs capacités de contrôle, elles ont fonctionné dans des goulots d'étranglement et des barrages de route. Par exemple, « seulement quelques maisons d'alimentation fournissaient les réactifs [requis pour les réactions d'ACP] et les alimentations étaient affligeant insuffisantes, » dit Tjian. Même il était difficile de trouver équipement de base, comme les écouvillons utilisés pour rassembler des échantillons. « Qui était une chose qui nous a recueillis par surprise, » indique Tjian. « Qui aurait imaginé que la pièce régime-limitée de ce puzzle entier était l'écouvillon ? » Il s'est avéré que le producteur principal des écouvillons reconnus par la CDC était une usine en Italie du nord, une région parmi ceux les plus gravement atteints par le virus.

Sans contrôle suffisant, il y avait « un écartement tragique de caractéristiques minant la réaction universelle des États-Unis, » écrit le chercheur Éric C. Schneider de service de santé dans un commentaire dans l'édition du 15 mai de New England Journal de médicament. Au lieu de pouvoir examiner chaque personne avec des sympt40mes et tout ceux elles avaient été en contact avec, comme le faisaient les pays comme la Corée du Sud, le manque signifié réservant des tests pour des patients hospitalisés et pour aider empêchent des professionnels de la santé de transmettre COVID-19, il explique.

Le manque de caractéristiques sur des numéros de cas l'a effectué contestant pour modéliser le circuit de la pandémie, écrit Schneider, des fonds de Commonwealth, une fondation privée visée améliorant le système de santé. Comme résultat, il a été difficile d'anticiper où l'assistance médicale d'urgence, les bâtis d'hôpital, et les déflecteurs sont les plus nécessaires.

Avant mi-mai, la capacité de contrôle aux USA avait finalement monté de quelques mille par jour environ à 300.000 un jour. Toujours, c'est loin sous peu de ce qui est nécessaire. Le calendrier de lancement de Harvard aux estimations universelles de résilience, par exemple, que le pays exigera du contrôle à un taux de « 20 millions par jour de remobilize entièrement l'économie. » Pour rouvrir en toute sécurité, « nous avons besoin des capacités massives de contrôle n'existons pas actuel, » dit Gostin de Georgetown, un des auteurs de l'état.

Comment les scientifiques peuvent-ils surmonter des goulots d'étranglement de contrôle ?

Les scientifiques autour du monde ont relevé les défis lancés par le coronavirus nouveau. Le groupe de Berkeley, par exemple, a spectaculaire amplifié sa capacité de contrôle et coûts réduits de s'approcher de $1 selon le test avec des améliorations telles que sauter une opération - purification d'ARN - et préparer leurs propres réactifs. « Ce n'est pas des études spatiales, mais cela nous a pris cinq semaines pour figurer à l'extérieur les petits groupes parce que les compagnies commerciales ne te disent pas que ce qui est en leurs réactifs, » explique Tjian. L'équipe de recherche a rendu leur test maison-brassé librement procurable à n'importe quel laboratoire qui veut le reproduire.

En attendant, les groupes à Rutgers, à Yale (chercheur y compris Akiko Iwasaki de HHMI), et à d'autres centres ont éliminé le besoin d'écouvillons de gorge en prouvant que les échantillons de salive fonctionnent aussi bien. Cela ouvre la trappe pour autoguider le contrôle plus au loin, puisque crachant dans un tube et l'expédiant à un laboratoire est bien plus facile que nettoyant.

Le progrès également est accompli dans le contrôle pour des anticorps. La plupart des douzaines de soi-disant sérologie vérifient au commencement sur le marché n'ont pas eu la sensibilité et la spécificité pour sélectionner seulement ces anticorps dirigés à SARS-CoV-2. Le défi est que les tests exigent utilisant des copies d'une protéine virale qui grippe aux anticorps. Une clavette à résoudre ce problème, il s'avère, emploie les cellules mammifères pour préparer la protéine virale avec la forme précise requise pour autoguider dedans sur juste les anticorps SARS-CoV-2.

Comment l'aide de contrôle apprivoisera-t-elle la pandémie ?

La stratégie fondamentale pour surmonter COVID-19 recense les gens infectés, trouvant et vérifiant n'importe qui ils ont contacté, et les personnes infectées mettantes en quarantaine. Ce n'est pas pratique pour de grandes villes ou pays entiers, vu les nombres staggering de tests nécessaires, des défis logistiques, et des problèmes de confidentialité épineux. Mais il y a des voies intelligentes de mouler un réseau plus large sans tant de différents tests.

On met en bloc ensemble beaucoup d'échantillons dans un gisement, de sorte que de grands groupes de personnes puissent être surveillés avec seulement un test. Puis, si le virus apparaît dans le gisement, les agents de la Santé publics peuvent examiner les personnes dans ce groupe pour indiquer exactement les infections.

Peut-être bien plus puissant surveille des eaux d'égout. Le virus peut apparaître dans les fèces d'une personne moins de trois jours d'infection - bien plus tôt que le début des premiers sympt40mes. Les scientifiques pourraient employer le test normal d'ACP sur des échantillons d'eaux d'égout pour trouver le virus. Et en rassemblant des échantillons de l'emplacement spécifique, tel que des trous d'homme, dispersés dans toute une communauté, il serait possible de rétrécir vers le bas l'emplacement de toutes les infections à quelques cases ou même différentes constructions, comme un complexe d'appartements ou un dortoir d'université. « Vous pouvez déterminer la charge virale et comment elle change au fil du temps avec un test par jour, » dit Tjian. « Qui serait étonnant. »

Tjian et beaucoup d'autres figurent maintenant à l'extérieur comment ces approches pourraient être employées pour rouvrir en toute sécurité une université ou des affaires. Les efforts de grande puissance de contrôle seraient de main-d'oeuvre et non peu coûteux, il dit, mais bien meilleur marché que se verrouillant en bas d'une économie entière - et bien plus sûr que rouvrant sans contrôle adéquat, en tant que quelques conditions font maintenant. Et pendant que les scientifiques continuent à augmenter des capacités de contrôle et à produire les tests meilleur marché et meilleurs, cette stratégie devrait bientôt être dans l'extension.

Source:
Journal reference:

Esbin, M.N., et al. (2020) Overcoming the bottleneck to widespread testing: a rapid review of nucleic acid testing approaches for COVID-19 detection. RNA. doi.org/10.1261/rna.076232.120.