SALT LAKE CITY – Une société de biotechnologie avec une grande empreinte dans l’Utah est parmi les principaux innovateurs d’une technologie de pointe pour évaluer l’empreinte génétique d’agents pathogènes comme COVID-19.
Et l’outil pourrait devenir le nouveau défenseur de première ligne quand, inévitablement, une version mutée du SRAS-CoV-2 évolue ou une autre superbactérie à potentiel pandémique survient.
Le Research Park de l’Université de l’Utah accueille les opérations de laboratoire de l’IDbyDNA de San Francisco, une start-up de métagénomique clinique cofondée par le Dr Robert Schlaberg. Alors que Schlaberg a obtenu ses diplômes de maîtrise et de doctorat en Allemagne et à l’Université de Columbia, il a de solides liens dans l’Utah avec un curriculum vitae qui comprend l’enseignement de la pathologie à l’Université de l’Utah School of Medicine et un poste de directeur aux Laboratoires ARUP du système de santé U. Health System,
Schlaberg a expliqué que la métagénomique prélève un échantillon – par exemple un écouvillon nasal – et décompose les séquences génétiques de chaque microbe dans l’échantillon. Ceux-ci peuvent être des virus, des bactéries, des champignons ou des parasites et, contrairement aux approches précédentes des tests de diagnostic, ne nécessitent pas de méthodes différentes pour éliminer tout ADN ou ARN non humain présent.
Le Dr Robert Schlaberg est le cofondateur et le directeur médical de la startup biotechnologique IDbyDNA. Son entreprise est à la pointe de l’utilisation du séquençage génétique pour identifier et suivre les agents pathogènes comme COVID-19.
IDbyDNA
« La force de cette technique est de savoir comment l’utiliser », a déclaré Schlaberg. « Vous n’avez pas besoin de savoir ce que vous cherchez. Cela a la capacité de détecter et d’identifier plus de 50 000 micro-organismes et 3 000 pathogènes connus et rares.
« Dans d’autres méthodes, vous devez venir avec une question spécifique. »
Schlaberg a déclaré qu’un test métagénomique (mais pas la version de son entreprise) était la méthode qui avait conduit à la découverte initiale du virus SARS-CoV-2 et était une technique que l’IDbyDNA avait avancée depuis sa création en 2015. (SARS-CoV-2 est le virus responsable de COVID-19.)
L’approche innovante de la société combine des processus de séquençage génétique ultra-rapides de nouvelle génération avec un moteur d’apprentissage automatique qui peut évaluer et comparer ces informations génétiques à une énorme base de données.
L’une des façons dont la technologie d’IDbyDNA est mise à profit dans la lutte contre le nouveau coronavirus consiste à identifier des souches particulières qui aident les épidémiologistes à suivre sa propagation.
Schlaberg a déclaré qu’un exemple pourrait être un parent et un enfant qui ont tous deux été testés positifs pour COVID-19. Déterminer où le virus a été contracté – par le parent au travail ou l’enfant dans une école ou un cadre social – est une information importante pour les responsables de la santé publique qui travaillent à atténuer la pandémie.
L’utilisation du processus IDbyDNA dans ce cas dévoilerait l’empreinte génétique spécifique de la souche virale contractée par le parent et l’enfant et l’utilisation de ces informations en comparaison avec les données de recherche des contacts, déterminerait qui a introduit le virus dans ce ménage et de quelle voie il provenait. .
« Ce virus a environ 30 000 lettres dans son génome », a déclaré Schlaberg. «Chaque fois qu’il se copie, à chaque génération, il peut y avoir des changements. Bien que ce virus particulier ne change pas beaucoup, il existe une douzaine de lettres et positions qui changent à plusieurs reprises.
« Cela vous permet de générer une empreinte digitale … avec une combinaison particulière de lettres modifiées qui identifient une souche spécifique. »
Cette identification de la souche est une information cruciale, a déclaré Schlaberg, lorsqu’il s’agit de surveiller l’évolution du virus au fur et à mesure qu’il se déplace dans les communautés et d’aider les responsables de la santé publique à suivre les sources d’infection.
Cette technique peut également être utilisée pour évaluer rapidement et efficacement si un groupe soudain d’infections est le résultat d’un soi-disant événement super-épandeur qui remonte à la seule typhoïde Mary des temps modernes ou simplement à un groupe de résultats positifs non liés.
Des échantillons cliniques sont chargés dans un homogénéisateur à billes pour l’extraction d’acide nucléique au laboratoire IDbyDNA à Salt Lake City. La startup biotechnologique fait progresser le domaine des tests métagénomiques et joue un rôle dans la lutte contre le COVID-19.
IDbyDNA
Médecin et chercheur, le Dr Lauge Farnaes est directeur médical adjoint au Rady Children’s Institute for Genomic Medicine à San Diego et médecin traitant spécialisé dans les maladies infectieuses pédiatriques.
Farnaes a utilisé la procédure de test IDbyDNA dans des essais cliniques et des projets de recherche et a déclaré qu’une technologie qui était autrefois hors de portée à la fois du point de vue des coûts et du temps se déplace désormais vers le domaine des outils de diagnostic quotidiens.
« L’épidémiologie moléculaire a été quelque chose de limité à l’utilisation par les hôpitaux dans les situations de gestion de crise », a déclaré Farnaes. «IDbyDna pourrait vous permettre de faire de l’épidémiologie moléculaire sur tout, tout le temps.
« Avec un séquençage impartial, vous pouvez trouver des choses que vous ne saviez même pas que vous cherchiez. … Vous le voyez avant même qu’il n’apparaisse. »
Ce pouvoir de détection dans les tests de métagénomique est celui que Farnaes a exploré dans sa poursuite de la détection précoce et précise des infections et des agents pathogènes chez ses jeunes patients.
Farnaes a déclaré que la combinaison d’un séquençage rapide et précis des gènes fusionné avec la puissance d’une base de données auto-évolutive est encore à ses stades de développement et qu’une bonne partie de l’interprétation médicale humaine professionnelle est encore nécessaire, mais il a noté que, comme la technique continue d’évoluer , il aura des effets toujours croissants et positifs sur la détection et le traitement des infections et des maladies.
« Tout comme l’informatique quantique, c’est difficile à faire, mais c’est possible », a déclaré Farnaes. «Là où nous en sommes actuellement, nous sommes sur le point de trouver un énorme moyen de changer les soins de santé pour le monde entier.
« Vous pouvez voir le potentiel », a-t-il déclaré. «Un laboratoire de microbiome de diagnostic complet dans une valise qui pourrait fournir des résultats, disons, en quatre heures. Nous n’y sommes pas encore, mais nous pouvons voir que c’est possible. «
IDbyDNA est un effort soutenu par une entreprise qui a permis de lever quelque 29 millions de dollars d’investissement à ce jour. La société semble prête à élargir sa base d’utilisateurs après l’annonce en mars d’un partenariat stratégique avec l’innovateur de séquençage de nouvelle génération Illumina. Suite à l’annonce du partenariat, le directeur commercial d’IDbyDNA, Jeff Field, a déclaré que cet effort pourrait établir la norme mondiale pour le diagnostic et la surveillance des maladies infectieuses.
«Les tests métagénomiques (basés sur le séquençage de nouvelle génération) permettent la détection la plus complète de centaines à des milliers d’agents pathogènes, à la fois pour les tests de routine et pour les menaces émergentes pour la santé publique comme le SRAS-CoV-2, le virus responsable de l’épidémie de COVID-19,» Field a déclaré dans un communiqué.
«Surtout, nous sommes en mesure de déterminer non seulement la présence de ce virus émergent, mais aussi de déchiffrer la constitution génétique de souches individuelles nous permettant de comparer les souches, de les différencier des autres coronavirus et d’effectuer des activités de surveillance au moment du diagnostic.
«Avec l’augmentation des voyages mondiaux et de l’intégration économique, la capacité de surveiller et de suivre la propagation d’agents pathogènes tels que le nouveau coronavirus est un défi de santé publique critique. En collaboration avec un leader du séquençage de nouvelle génération, nous prévoyons de faire rapidement de la plate-forme Explify la nouvelle norme pour le diagnostic et la surveillance des maladies infectieuses dans le monde entier. »