Comment fonctionnent les tests de dépistage du Covid-19 ?
Clémence Richetta, maître de conférences au département biologie de l’ENS Paris-Saclay et chercheuse en virologie au LBPA nous explique le fonctionnement des tests de dépistage PCR (Polymerase Chain Reaction).
Consultez sa vidéo (chaine Youtube de l'ENS Paris-Saclay).
Le Covid-19 (COronaVIrus Disease 2019) est une maladie infectieuse émergente de type zoonose virale causée par une souche de coronavirus appelée SARS-Cov-2. Les symptômes les plus fréquents en sont la fièvre, la toux et la gêne respiratoire, voire un syndrome de détresse respiratoire aiguë.
Le génome du virus SARS-Cov2 a été mis en évidence grâce à une technique de dépistage par polymérisation en chaine appelée RT q-PCR ou PCR quantitative. Le premier protocole de détection diagnostique a été publié en janvier 2020 par le Dr Victor Corman, le Dr. Christian Drosten et leurs associés (Hôpital de la Charité, Allemagne).
La structure du virus SARS-Cov2
Le virus SARS-Cov2 est un virus recouvert d’une enveloppe lipidique dans laquelle s’insérent des protéines virales. Son information génétique, contenue à l’intérieur de la particule virale, est portée par une molécule d’ARN (Acide Ribonucléique), proche de l’ADN, qui porte les différents gènes du virus.
L’objectif du test de dépistage va être de détecter la présence ou l’absence de cet ARN génomique dans les prélèvements respiratoires des patients. En cas de détection de cet ARN, la technique de dépistage permettra de quantifier le nombre de molécules de génome reflétant ainsi la charge virale.
Les étapes du test
Le test de dépistage commence par un prélèvement chez des patients, d’abord à partir des voies respiratoires hautes (nasopharyngées) ou/et à partir des voies respiratoires basses (liquide broncho-alvéolaire).
La seconde étape du test consiste à extraire et purifier les molécules d’ARN présentes dans les échantillons pour les isoler des autres composants.
La troisième étape consistera à analyser si l’échantillon contient des ARN correspondant au génome du virus par la technique RT-qPCR (Reverse Transcription quantitative Polymerase Chain Reaction).
Amplifier les séquences des gènes du virus par la technique RT q-PCR
Le premier test développé à La Charité à Berlin par le Dr Victor Corman et ses associés en janvier 2020 permet de mettre en évidence les séquences d’ARN présentes dans 3 gènes du virus appelés E, RdRp et N. Pour savoir si les séquences de ces gènes sont présentes dans les échantillons d’ARN, il est nécessaire d’amplifier les séquences de ces 3 gènes afin d’obtenir un signal suffisant à leur détection et à leur quantification.
Comme la technique de PCR quantitative ne permet pas d’amplifier des molécules d’ARN, il faudra donc convertir les molécules d’ARN en molécules d’ADN grâce à la transcription inverse ou Reverse Transcription - RT. La technique de PCR quantitative se déroulera ensuite en 3 étapes qui forment un cycle de PCR : 1) la dénaturation de l’ADN permettant de séparer les 2 brins de l’ADN matrice, 2) l’hybridation des amorces qui permettra de définir spécifiquement les régions d’ADN qui seront amplifiées, 3) l’élongation correspondant à la synthèse d’un brin d’ADN complémentaire à l’ADN matrice. Ce cycle de 3 étapes est répété plusieurs fois (environ 50 fois) afin d’obtenir un très grand nombre de molécules d’ADN correspondant au virus.
La formation de produits de PCR sera visualisée, à la fin de chaque cycle de PCR, en incorporant un signal fluorescent aux molécules d’ADN en cours de formation. Plus il y aura des molécules d’ADN formées, plus le signal fluorescent sera important dans les analyses et donc permettra de détecter la présence du virus.