Erik Reisdorf, virologue principal au laboratoire d’hygiène de l’État du Wisconsin, traite des spécimens pour le test COVID-19. Photo : John Maniaci, UW Health

Comme le COVID-19 a infecté plus d’un million de personnes dans le monde – et plus de 2 500 résidents du Wisconsin – depuis la fin décembre 2019, tout, des écouvillons de nez et de gorge aux substances chimiques, ou réactifs, nécessaires pour effectuer des tests de la maladie, est en pénurie.

Alana Sterkel, directrice adjointe de la division des maladies transmissibles du laboratoire d’hygiène de l’État du Wisconsin à l’Université du Wisconsin-Madison, qui a effectué des milliers de tests pour le COVID-19 dans l’État, affirme que nous avons besoin de tests plus largement disponibles pour comprendre et freiner la pandémie. Bien que la hausse mondiale de la demande de matériel de test ait rendu le test plus difficile à réaliser dans de nombreux endroits, les collègues du WSLH à l’université ont mis la main à la pâte pour que le test reste disponible dans le Wisconsin.

Le test pour le COVID-19 nécessite un équipement spécialisé pour aider les scientifiques et les cliniciens à détecter le virus et à faire suffisamment de copies de son matériel génétique pour le mesurer. Les lignes colorées sur l’ordinateur montrent les résultats des tests COVID-19. Photo : John Maniaci, UW Health

Dans des conditions normales, le test est une procédure de laboratoire simple conçue pour cibler un virus spécifique.

La détection du virus dans un échantillon du nez ou de la gorge d’un patient infecté nécessite la capacité d’identifier des traces de son matériel génétique à l’aide d’un processus appelé réaction en chaîne par polymérase. Pour les coronavirus tels que celui qui cause le COVID-19, ce matériel génétique est une molécule appelée ARN.

Kyley Guenther, virologue au Laboratoire d’hygiène de l’État du Wisconsin, prépare des échantillons de virus respiratoires pour le travail du Centre national de référence de la grippe du laboratoire. Photo : John Maniaci, UW Health

Pour effectuer le test, les scientifiques doivent d’abord convertir l’ARN du virus en ADN, ce qui nécessite une enzyme pour traduire un type de code génétique en l’autre. Cette enzyme, appelée transcriptase inverse, a été découverte en 1970 par Howard Temin, virologue de l’UW-Madison et lauréat du prix Nobel, avec son collègue David Baltimore du Massachusetts Institute of Technology.

Il faut également une machine appelée thermocycleur, qui permet aux scientifiques de faire de nombreuses copies du matériel génétique afin qu’il y en ait suffisamment pour le mesurer. D’autres réactifs sont nécessaires pour stabiliser et compléter les réactions.

Il aurait été relativement simple d’augmenter la capacité de test locale si le nouveau virus ne touchait qu’une seule partie du monde. Mais ce n’est pas ce qui s’est passé.

« Simultanément, partout dans le monde, tout le monde essayait d’acheter les mêmes matériaux en même temps », dit Sterkel.

Cependant, les collègues du WSLH à travers l’université se sont mobilisés pour aider en donnant certains des réactifs nécessaires, des fournitures et plus encore. L’un de ses plus grands partenaires a été le laboratoire de diagnostic vétérinaire du Wisconsin, qui a prêté des équipements et des réactifs et fourni une formation au WSLH.

Image au microscope électronique à transmission d’un isolat du premier cas américain de COVID-19. Les particules virales sphériques, colorées en bleu, contiennent des coupes transversales à travers le génome viral, vu comme des points noirs. CDC / Hannah A Bullock ; Azaibi Tamin

Le WVDL s’est également mobilisé pour produire le support de transport viral qui préserve les échantillons de patients pour les tests – un goulot d’étranglement clé dans de nombreux endroits. Le laboratoire effectue exactement les mêmes types de tests pour les maladies chez les animaux et fabrique depuis longtemps des kits de tests similaires pour les partenaires de l’État. Une équipe de huit à dix personnes est maintenant en mesure de produire jusqu’à 10 000 kits par semaine.

Le WVDL a pu fabriquer ses premiers lots de kits de test en utilisant les matériaux disponibles dès que le WSLH en a eu besoin et a expédié des matériaux frais pour continuer à produire des supports aussi longtemps que nécessaire. Le laboratoire continue également à remplir ses obligations en matière d’expérimentation animale.

« Nous avions déjà une solide relation de collaboration avec le laboratoire d’hygiène de l’État du Wisconsin », déclare Keith Poulsen, directeur du WVDL et professeur à l’école de médecine vétérinaire de l’UW. « Cette relation a facilité la gestion de périodes difficiles comme celle-ci. »

Bien que la hausse mondiale de la demande de matériel de test ait rendu le test plus difficile à réaliser dans de nombreux endroits, les collègues du WSLH à l’université ont mis la main à la pâte pour que le test reste disponible dans le Wisconsin.

L’hôpital de l’UW et le WSLH ont également travaillé en étroite collaboration. Ils ont échangé du matériel pour permettre à la fois au WSLH et au laboratoire clinique de l’UW Hospital de continuer à tester les patients. Le WSLH a fourni du matériel de validation et d’éducation à l’UW Health et à des dizaines d’autres systèmes de santé de l’État pour stimuler la capacité de test à l’échelle de l’État.

Et le WSLH a reçu du soutien dans ses propres rangs. D’autres divisions de l’agence ont offert du temps, du matériel et de l’expertise pour aider aux tests.

De nouveaux tests rapides commencent à être déployés, dit Sterkel, et cela pourrait améliorer la capacité des laboratoires hospitaliers à diagnostiquer les échantillons de patients. Ces tests peuvent fournir aux travailleurs de la santé et à leurs patients des résultats en cinq minutes seulement. Ils sont également faciles à utiliser et sont familiers aux médecins et aux infirmières, qui utilisent depuis des années des tests similaires pour des infections comme la grippe. Au fur et à mesure que ces tests rapides seront mis en ligne, le WSLH les intégrera pour aider à établir un diagnostic rapide lorsque le temps est compté.

Les tests rapides pourraient également soulager la pression sur la demande mondiale de matériaux, car ils reposent sur une chaîne d’approvisionnement différente de la méthode de test actuelle, plus exigeante en main-d’œuvre. Pourtant, tous les tests ont un point commun : les écouvillons de nez et de gorge utilisés pour prélever des échantillons sur les patients. Les écouvillons restent en pénurie.

Les collègues du WSLH à travers l’université se sont mobilisés pour aider en faisant don de certains des réactifs, fournitures et autres nécessaires.

Le WSLH continuera à offrir des tests basés sur la détection par réaction en chaîne par polymérase. C’est parce qu’elle reste un socle pour répondre aux infections en évolution. Elle est adaptable et peut être rapidement dirigée vers de nouveaux virus.

« Cela nous a permis de commencer les tests (pour le nouveau coronavirus) avant tout le monde dans l’État. Il est également beaucoup moins cher que ces kits rapides, ce qui nous permet de proposer des tests gratuits. Et il est plus facile à mettre à l’échelle que les méthodes rapides, ce qui signifie que nous pouvons tester beaucoup plus de personnes en une journée », dit Sterkel.

Pour l’instant, le WSLH continue de tester des centaines d’échantillons par jour, non seulement pour le COVID-19, mais aussi pour d’autres maladies infectieuses qui affectent la santé des résidents de l’État. Le laboratoire reste reconnaissant pour la force de ses partenariats uniques.

« Cela a été un effort de collaboration incroyable de personnes qui se sont réunies pour répondre aux besoins de l’État », dit Sterkel.