Développement d'un support microfluidique papier pour le diagnostic bas coût d'arboviroses émergentes

par Gérald Theillet

Thèse de doctorat en Biologie. Microbiologie

Sous la direction de Isabelle Leparc-Goffart et de Frédéric Bedin.

Le président du jury était Emmanuel Drouet.

Le jury était composé de Emmanuel Drouet, Yves Germani, Anna-Bella Failloux, Renée Grillot, Christophe Peyrefitte.

Les rapporteurs étaient Yves Germani, Anna-Bella Failloux.


  • Résumé

    L'incidence des infections à arbovirus (arthropod born virus) a augmenté de façon spectaculaire au cours des dernières décennies dans les régions tropicales et subtropicales du globe. Les virus de la dengue et du chikungunya sont transmis par les moustiques du genre Aedes et peuvent causer un large panel de symptômes, allant parfois jusqu’au décès. Bien que les tests de diagnostic conventionnels fournissent un diagnostic, l'accès à ces tests est limité dans les pays en développement. Un diagnostic précoce et rapide est crucial pour améliorer la prise en charge du patient. Il y a un besoin urgent de développer des outils peu chers, simples d’utilisation, rapides, et utilisables auprès du patient.Un PAD imprimé à la cire a été développé et évalué pour la détection de la protéine Non Structurale 1 (NS1) de la dengue, dans du sang et du plasma. Le PAD a été en mesure de détecter spécifiquement 10 ng.mL-1 de protéines dans divers types d'échantillons, en 6 à 8 minutes. Par la suite, une version améliorée du PAD obtenue par découpe laser a été conçue et testée pour la détection de la protéine NS1 de la dengue et des IgM spécifiques du virus, dans le sang et le plasma. Ces deux paramètres ont pu être détectés en 8 minutes. Les travaux de mise au point du PAD effectués sur la dengue ont ensuite été appliqués à la détection des IgM du virus du chikungunya dans des sérums humains, en utilisant des Particules virales Pseudotypées (PPs). Les résultats obtenus ont montré une sensibilité de 70,6% et une spécificité d'environ 98%. Le PAD a montré peu de réactions croisées avec d'autres arboviroses. Les PPs ont enfin été caractérisées par différentes méthodes physico-chimiques.

  • Titre traduit

    Development of a paper-based microfluidic support for the low-cost diagnosis of emerging arboviroses


  • Résumé

    The incidence of arboviruses infections has increased dramatically in recent decades in tropical and sub-tropical areas worldwide. Dengue and chikungunya viruses are typically transmitted by mosquitoes and can cause a wide range of symptoms, and sometimes death. Although conventional diagnostic tests can provide diagnosis of acute infections, access to these tests is often limited in developing countries. Early and prompt diagnosis is crucial to improve patient management. Consequently, there is an urgent need to develop affordable, simple, rapid, and robust tools that can be used at ‘Point of Care’ settings.We developed and evaluated a PAD for the detection of the dengue Non Structural 1 (NS1) viral protein in blood and plasma samples. The PAD was able to detect specifically 10 ng.mL-1 of NS1 protein in various sample types and in 6-8 minutes. Secondly, an improved version of the PAD obtained by laser cutting was designed and tested for the detection of dengue NS1 protein and virus-specific IgM in blood and plasma. Each parameter could be detected in 8 minutes. PAD development performed on dengue fever was then applied to the detection of chikungunya virus IgM in human sera, using viral Pseudo-Particles (PPs). These synthetic antigens have proven to be powerful tools for specific IgM detection. The results obtained showed a sensitivity of 70.6% and a specificity of approximately 98% with a time to results of less than 10 minutes. The PAD showed few cross reactions with other arbovirusess. The PPS were finally characterized with different physico-chemical methods in order to determine the key factors of their performances.


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