Soutenance de thèse de Gérald THEILLET

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie-Santé - Spécialité Maladies Infectieuses
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
arboviroses,bas coût,diagnostic,microfluidique,bioparticules,HF5
Keywords
arboviroses,low cost,diagnostic,microfluidic,bioparticles,HF5
Titre de thèse
Développement d’un support microfluidique papier pour le diagnostic bas coût d’arboviroses émergentes.
Development of a microfluidic paper support for the low-cost diagnosis of emerging arboviroses.
Date
Vendredi 7 Décembre 2018 à 14:00
Adresse
Faculté de Médecine secteur Timone Aix-Marseille Université 27 Boulevard Jean Moulin 13005 Marseille
salle de thèse n°2
Jury
Directeur de these Mme Isabelle LEPARC-GOFFART Université de la Méditerranée Aix-Marseille II Faculté de Médecine
Directeur de these M. Frédéric BEDIN bioMérieux
Examinateur Mme Renée GRILLOT Université-Grenoble-Alpes, UFR de Pharmacie, Domaine de la Merci, 38706 LA TRONCHE
Examinateur M. Emmanuel DROUET IBS - Institut de Biologie Structurale - Grenoble
Examinateur M. Christophe PEYREFITTE Institut de Recherche Biomédicale des Armées (IRBA), D19, 91220 Brétigny-sur-Orge
Rapporteur Mme Anna-Bella FAILLOUX Institut Pasteur
Rapporteur M. Yves GERMANI Institut Pasteur

Résumé de la thèse

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, touchant des centaines de millions de personnes chaque année. 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 précoce des infections aiguës à arbovirus, l'accès à ces tests est souvent limité dans les pays en développement. Un diagnostic précoce et rapide est crucial pour améliorer la prise en charge du patient et réduire le risque de complications. Il y a donc un besoin urgent de développer des outils peu chers, simples d’utilisation, rapides, robustes, et utilisables auprès du patient. Les tests de diagnostic sur support papier (PAD) ont ces caractéristiques. Dans un premier temps, 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). Ces antigènes synthétiques se sont avérés être des outils puissants pour la capture des IgM spécifiques. Les résultats obtenus ont montré une sensibilité de 70,6% et une spécificité d'environ 98% avec un temps d’obtention des résultats de moins de 10 minutes. Le PAD a montré peu de réactions croisées avec d'autres arboviroses. Les PPs ont enfin été caractérisées par différentes méthodes physico-chimiques dans le but de déterminer les éléments clef de leurs performances. Le PAD pourrait être utilisé pour le diagnostic précoce de la dengue et du chikungunya, qui nécessitent des protocoles de gestion spécifiques pour les populations à risque.

Thesis resume

The incidence of arboviruses infections has increased dramatically in recent decades in tropical and sub-tropical areas worldwide, affecting hundreds of millions of people each year. 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 and reduce the risk of complications. Consequently, there is an urgent need to develop affordable, simple, rapid, and robust tools that can be used at ‘Point of Care’ settings. Paper-based Analytical Devices (PAD) have these attributes. Firstly, we developed and evaluated a PAD for the detection of the dengue Non Structural 1 (NS1) viral protein in blood and plasma samples. Experiments have been carried out to increase specificity, while maintaining the required sensitivity. 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. The PAD could help health workers in the early diagnosis of tropical diseases such as dengue and chikungunya that require specific management protocols on risk populations.