Développement d'un test associé à des nanoparticules magnétiques pour le diagnostic de la tuberculose.

Abstract

Mycobacterium tuberculosis provoque l'une des maladies qui présentent le taux de mortalité et de morbidité le plus élevé des Amériques et du monde. Dans les pays en développement, le diagnostic de la tuberculose (TB) repose sur la microscopie des frottis et des cultures bactériologiques. La première méthode a une faible sensibilité et la seconde met plusieurs semaines à atteindre un diagnostic de confirmation. L'absence de diagnostic rapide compromet les efforts de lutte contre la tuberculose, favorisant ainsi sa transmission à la population vulnérable. Actuellement, les nanoparticules magnétiques (MNP) fonctionnalisées par des biomolécules sont utilisées en biomédecine, en raison de leurs propriétés magnétiques, électriques et optiques. De cette manière, en appliquant des champs magnétiques externes, les MNP bio-fonctionnalisées sont utilisées pour détecter et concentrer les cellules et les biomolécules à partir d'échantillons biologiques.Dans ce travail, nous présentons la synthèse, la caractérisation et la bio-fonctionnalisation de nanoparticules magnétiques afin de développer un test ELISA en sandwich associé aux MNP, afin de détecter les antigènes de M. tuberculosis. À cette fin, des nanoparticules magnétiques ont été synthétisées par une méthode de co-précipitation. La surface des MNP a été amino-silanisée (MNP@Si@NH2) et caractérisée par des méthodes physico-chimiques.Les antigènes MTB évalués dans cette étude étaient: Hsp16.3, CFP10, ESAT6, MTC28, MPT64, protéine de 38 kDa, Ag85B et MoeX. Le clonage et l'expression de protéines recombinantes ont été réalisés dans le système de E. coli BL21 (DE3) pLysS. Des anticorps polyclonaux ont été produits chez des lapins Nouvelle-Zélande et des souris BALB/C, préalablement immunisés avec des antigènes recombinants purifiés. Des anticorps spécifiques (ab) ont été immobilisés sur les surfaces des MNP amino-silanisées. Les MNP@Si@ab ont été associées dans un test ELISA sandwich colorimétrique pour capturer et détecter les antigènes natifs du MTB à partir d’échantillons d’expectorations.La XRD, la spectroscopie Mössbauer, le potentiel zêta, la TEM et le FTIR ont validé l'obtention des MNP montrant un diamètre de cristal de diffraction de ~ 12,5 nm (10,48 ± 2,56 nm), une charge nette superficielle de +23,57 ± 2,87 mV, des profils caractéristiques de magnétite et une structure sphérique. De plus, une saturation en aimantation de 37,06 emu.g-1 a été observée. Pour la fonctionnalisation des surfaces de nanoparticules avec des anticorps, une méthode via l'utilisation d'ester activé (agent de couplage EDC/NHS) a été utilisée pour la formation de liaisons peptidiques. Des paramètres tels que le temps d'incubation, la concentration des agents de couplage et le niveau de saturation de surface des MNP amines silanisées (MNP@Si@NH2) ont déjà été standardisés.Enfin, des anticorps fonctionnalisés sur des MNP ont été utilisés pour capturer et détecter les antigènes recombinants et natifs de M. tuberculosis dans un test sandwich ELISA-MNP@Si@ab (dans un temps de réaction <4 h). Les antigènes ESAT6 et CFP10 ont été mieux différenciés dans les expectorations des patients atteints de tuberculose (fold value ~ 1,8). L'utilisation de MNP@Si@ab a amélioré la détection des antigènes du MTB dans des échantillons biologiques. Nos résultats sont encourageants, mais des évaluations supplémentaires sont nécessaire telles que la détermination de réactions croisées avec des échantillons d'expectorations provenant de patients atteints d'autres infections, la réalisation du test avec les expectorations fraîches de patients tuberculeux et la détermination de la sensibilité et de la spécificité de la méthode.