Top 10 des appareils PCR pour les patients Covid-19

Depuis le Épidémie mondiale de COVID-19, plus de 2 millions de personnes ont été infectées dans le monde. Le virus, hautement contagieux, attaque les poumons humains et provoque une détresse respiratoire. Il se propage par contact avec des personnes infectées ou des surfaces touchées par une personne infectée. Il n'avait jamais été observé auparavant chez l'homme et il n'existe aucun remède connu.

Les scientifiques cherchent actuellement un vaccin. Cette maladie est d'origine zoonotique et on pense qu'elle a franchi l'espèce d'animaux à humains.

A virus est un organisme microscopique qui ne peut pas vivre ni se reproduire de manière autonome. Sa composition génétique contient des brins d'ADN ou d'ARN (acides nucléiques). Un virus tend à être l'un des plus petits organismes, tandis que les bactéries et autres micro-organismes sont beaucoup plus grands. Le virus ne peut pas survivre longtemps par lui-même et doit s'appuyer sur un hôte vivant pour prospérer.

La réplication virale se déroule en six phases distinctes et cause des dommages importants à la cellule. Premièrement, le virus s'attache à la paroi d'une cellule. Ensuite, il injecte son matériel ADN ou ARN dans la cellule. L'acide nucléique pénètre dans la cellule, laissant le manteau viral à l'extérieur. Dans la plupart des cas, cette action se produit lorsqu'une cellule enveloppe le virus. Cette étape est la décapsidation. Après que cela se soit produit, la réplication et l'assemblage ont lieu.

Dans ces stades, l'ADN/ARN viral s'auto-intègre dans le patrimoine génétique de la cellule, la forçant à répliquer le génome viral. Au stade de la libération, le génome viral nouvellement répliqué quitte la cellule par trois moyens. Le virus peut attendre la mort de la cellule, en sortant par perméation de la membrane ou en provoquant la rupture de la cellule. Lorsque ces stades sont terminés, la victime commence à ressentir des signes et symptômes d'une infection.

Dans le cas de la COVID-19, les patients peuvent rester 2 à 14 jours avant de commencer à présenter des symptômes. Les différentes personnes ont tendance à réagir différemment au virus. Certains cas ont signalé des symptômes légers, tandis que d'autres ont montré des réactions extrêmes. Toutes les personnes sont susceptibles à ce virus, et certaines ont un risque d'infection plus élevé. Les personnes atteintes de maladies préexistantes telles que les maladies cardiaques, les maladies hépatiques, l'insuffisance rénale, le diabète, l'hypertension et une faible immunité connaissent des cas graves, et certaines finissent par mourir.

En raison de la menace posée par la pandémie, des dépistages sont nécessaires pour déterminer le nombre de victimes infectées. Il est conseillé à ces personnes de rester isolées pour éviter de transmettre la maladie très contagieuse aux personnes non infectées. Les outils de dépistage ont été un aspect important de cet exercice. Des équipements rapides et précis sont nécessaires pour le diagnostic et la gestion en temps opportun du COVID-19.

Plusieurs outils de dépistage ont été utilisés pour déterminer le nombre de personnes infectées. La machine PCR (réaction en chaîne de polymérase) a été importante dans cet exercice. Elle utilise le principe du traçage génétique et de l'amplification des brins d'ADN et d'ARN situés sur des surfaces liquides. Cette machine tire parti du fait que chaque organisme vivant possède des brins d'ADN ou d'ARN uniques. Ce test permet de déterminer facilement l'identité du micro-organisme étudié.

Qu'est-ce qu'une machine PCR ?

Aussi connu sous le nom de thermocycleur, Machines PCR travaille en amplifiant ou en copiant de petites portions d'ADN. Les composants répliqués sont ensuite étudiés pour identifier le micro-organisme étudié. Cette méthode est efficace et peu coûteuse et contribue grandement aux domaines de la recherche et du diagnostic médical. Elle a été créée par le chimiste Kary B. Mullis en 1985 et est depuis largement utilisée en médecine.

Il existe différentes machines PCR, et chacune fonctionne différemment, mais les résultats sont les mêmes. Certaines d'entre elles sont listées ci-dessous.

• Transcription inverse PCR utilise une enzyme appelée transcriptase inverse pour amplifier l'ARN en ADN. Cette méthode peut être réalisée dans le même tube à essai, ce qui aide à maintenir une température constante et d'autres facteurs environnementaux.
• PCR quantitative – Ceci est également connu sous le nom de PCR en temps réel, et il fonctionne en déterminant la quantité d'ADN produite au fil du temps, ce qui aide les scientifiques à évaluer la quantité d'ADN dans un échantillon recueilli.
• PCR nichée Cette PCR vise à déterminer le nombre d'erreurs commises lors de l'amplification de l'ADN. Deux jeux d'amorces sont utilisés dans cette méthode. Le premier tente de fabriquer un brin d'ADN plus long que nécessaire. Le second jeu est ensuite niché dans la région ciblée de l'ADN amplifié. Cette méthode garantit la spécificité de l'amplification de l'ADN.

A apprêter un brin d'ADN ou d'ARN qui sert de base initiale à l'amplification de l'ADN.

• PCR multiplex – Il est utilisé lorsque l'on a besoin d'amplifier plusieurs séquences au sein d'un même échantillon. Plusieurs amorces sont utilisées dans cette méthode.
• PCR d'assemblage Cette méthode assemble plusieurs courts brins d'ADN pour former de grands brins d'ADN connectés.
• PCR de départ de l'hôte: Cette méthode chauffe les composants de la réaction au point de fusion de l'ADN avant d'ajouter la polymérase.
• Réaction en chaîne par polymérase numérique – Dans cette méthode, des milliers d'échantillons sont amplifiés simultanément au sein d'une émulsion, chacun dans une gouttelette séparée.
• COLD PCR (Co-amplification à température de dénaturation plus basse-PCR) est une méthode d'amplification en une seule étape qui améliore les allèles connus et inconnus, quelle que soit leur position ou leur type.

Un allèle désigne l'une des formes d'un gène. L'exemple du gène de la taille est pertinent. Un organisme peut être grand ou petit, et l'un des allèles est dominant tandis que l'autre est récessif.

• Suicide PCR – Cette méthode privilégie la spécificité d'un fragment d'ADN. Une seule combinaison d'amorces peut être utilisée, à condition qu'elle n'ait jamais été utilisée auparavant dans aucune réaction de contrôle positif.
• PCR de colonie – Dans cette méthode, les colonies bactériennes sont criblées directement par PCR.

De nombreux autres types de méthodes PCR sont utilisés dans l'amplification de l'ADN et de l'ARN.

Comment fonctionne une machine PCR ?

Par le passé, des segments d'ADN étaient clonés dans les secteurs d'intérêt pour une expression dans des bactéries. Cette méthode était longue et pouvait même prendre des semaines. Cependant, cette méthode de test a connu une amélioration significative. Elle se déroule dans des éprouvettes et est terminée en quelques heures. De nombreuses amplifications d'ADN peuvent également être réalisées, rendant la méthode très efficace. La PCR utilise également commodément les mêmes aspects que la nature utilise dans la réplication de l'ADN. Ils sont présentés sous forme moléculaire.

• Deux amorces – Amorces d'ADN courtes servant de base ou de fondation pour l'amplification
• Polymérase enzymatique – Étudie le segment d'ADN pour son code et crée des copies de celui-ci.
• Les éléments constitutifs de l'ADN – C'est le site que la polymérase utilise pour créer les copies d'ADN.

Les quatre étapes principales de la PCR sont :1. **Dénaturation :** L'ADN double brin est chauffé à une température élevée (généralement 94-98 °C) pour séparer les deux brins. 2. **Hybridation (ou Amorçage) :** La température est abaissée (généralement 50-65 °C) pour permettre à de courtes séquences d'ADN appelées amorces de s'hybrider (se lier) à des régions spécifiques sur les brins d'ADN séparés. 3. **Élongation (ou Extension) :** La température est augmentée à la température optimale pour une ADN polymérase thermostable (généralement 72 °C). L'enzyme polymérase commence à synthétiser de nouveaux brins d'ADN en utilisant les amorces comme point de départ et les brins d'ADN originaux comme modèle. 4. **Répétition :** Les étapes 1 à 3 sont répétées plusieurs fois (généralement 25 à 35 cycles), ce qui double la quantité d'ADN à chaque cycle, conduisant à une amplification exponentielle de la séquence d'intérêt.

Le processus de PCR se déroule en 4 étapes significatives.

Étape 1 : Dénaturation par la chaleur

Des températures supérieures à 90 degrés Celsius sont introduites pour dénaturer ou décomposer les brins d'ADN en brins simples. La chaleur brise les liaisons hydrogène qui maintiennent les brins d'ADN ensemble. Cependant, la chaleur n'affecte pas les liaisons entre le désoxyribose et les phosphates car elles sont plus fortes.

Étape 2 : Annelage de l'amorce à la séquence cible

Le mélange chauffé est laissé refroidir à environ 54 degrés Celsius. Les amorces d'ADN et la polymérase se lient à l'ADN individuel en brins simples, un processus connu sous le nom de recuit.

Étape 3 : Extension

Étant donné que les blocs d'ADN sont en forte concentration, la polymérase les utilise pour construire de nouvelles chaînes d'ADN. Ces nouvelles chaînes sont appelées ADN complémentaires. La température du mélange est portée à 72 degrés Celsius. Cette plage de température permet au processus d'élongation de se dérouler plus rapidement. De nouvelles molécules de chaînes d'ADN sont fabriquées à partir de l'ADN original simple brin.

Étape 4 : Fin du premier cycle.

Après l'extension, le premier cycle se termine. Le processus est ensuite répété pendant 15 à 40 cycles supplémentaires. La quantité d'ADN double après chaque cycle de recuit et d'extension. Cela pourrait signifier l'amplification des échantillons d'ADN simple brin initiaux jusqu'à 40 milliards de molécules d'ADN. Ce processus peut prendre de 2 à 4 heures du début à la fin.

La machine PCR peut détecter de nombreuses maladies, notamment :* **Infections virales :** COVID-19, grippe, VIH, hépatite B et C, herpès, dengue, Zika, et bien d'autres. * **Infections bactériennes :** tuberculose, chlamydia, gonorrhée, infections à streptocoques, salmonellose, et autres. * **Infections fongiques :** certaines infections fongiques invasives. * **Maladies génétiques :** fibrose kystique, drépanocytose, et d'autres anomalies génétiques. * **Certains cancers :** détection de marqueurs tumoraux ou de mutations spécifiques associées au cancer.

Agents infectieux

La PCR peut détecter les parasites viraux et protozoaires, et agents bactériens qui provoquent des infections. Ces agents comprennent le VIH, le virus du VPH, Plasmodium falciparum, ce qui cause le paludisme, et Bacillus anthracis, quel est responsable de l'anthrax.

Diagnostic de cancer

L'une des principales caractéristiques des cellules cancéreuses est la mutation constante des gènes. La PCR peut déterminer la réponse à long terme d'un patient à un médicament et surveiller la population de cellules cancéreuses dans le sang d'un patient atteint de leucémie.

Maladies génétiques et tests de paternité

Cette méthode de test particulière est la plus pratique pour détecter tout trouble génétique. Parmi les affections qui peuvent être diagnostiquées figurent la drépanocytose, le nanisme, l'albinisme, la mucoviscidose et la dystrophie musculaire.

Comment la PCR aide-t-elle au diagnostic du COVID-19 ? 

Lorsqu'un échantillon de mucus d'un virus est collecté, il est passé à travers une série de solutions chimiques qui éliminent des substances telles que protéine et graisse et isoler l'ARN. L'ARN extrait contient à la fois le matériel génétique du patient et l'ARN du virus.

L'échantillon passe par quatre cycles de PCR. Si le virus est présent, son ADN se fixe à des marqueurs qui libèrent un colorant fluorescent. Si la quantité de colorant dépasse un certain seuil, l'infection est confirmée comme présente. Cette méthode est rapide et opportune, et elle est très précise.

Examen des 10 meilleures machines PCR pour la détection du COVID-19

1. Système de PCR numérique ABI QuantStudio 3D ($9,999.00)

Le système PCR numérique ABI Applied Biosystems QuantStudio 3D est équipé d'un logiciel de conception et d'analyse qui facilite une utilisation rapide et aisée. Il peut analyser des données sensibles et être utilisé pour des applications larges telles que l'expression génique, la régulation et la variation. Aucune licence n'est nécessaire pour l'utiliser, et une fois connecté au système Quant Studio, vous pouvez accéder à toutes vos données. Il existe en deux formats ; 96 puits de 0,2 ml et 96 puits de 0,1 ml.

Avantages

• Facile à utiliser
• Il se présente en deux formats
• Peut gérer une large gamme d'applications
• Convient aux données sensibles
• Il est livré avec un ordinateur portable

Consul

• Les systèmes ne peuvent pas être mis à niveau

2. Quant Studio 5 ($8,999.00)

Il utilise les mêmes principes que le Quant Studio 3 et convient à l'analyse de données compassionnelles. Il fonctionne bien dans des conditions de haute pression. Son logiciel peut être manipulé pour répondre à vos besoins. Il n'a pas besoin de licences pour fonctionner. Il se présente également en deux formats de volume de 96 puits de 0,2 ml et 96 puits de 0,1 ml.

Avantages

• Facile à utiliser
• Il est disponible en deux capacités
• Peut gérer de nombreuses applications
• C'est plus interactif pour l'utilisateur
• Flux et pauses bloqués

Consul

• Il n'est pas livré avec un ordinateur portable

3. Applied Biosystems 7500 ($8,999.00)

L'ABI Applied Biosystems 7500 offre un diagnostic en temps réel multicolore haute performance. Il inclut également une analyse de fusion haute résolution et donne des résultats en moins d'une demi-heure. Il est disponible en une seule capacité au format 96 puits. Il comprend également un kit de mise à niveau du système.

Avantages

• C'est rapide
• C'est facile à utiliser
• Conçu pour de hautes performances dans des analyses sensibles
• Diagnostic multicolore en temps réel
• Fonte haute résolution

Consul

• Il est disponible en un seul format de capacité
• Pas d'ordinateur portable

4. Rotor-Gene de Qiagen ($9,500.00)

Avec une large gamme optique, ce PCR offre la possibilité de réaliser facilement différentes applications. Son logiciel a pris en compte les colorants qui pourraient être utilisés à l'avenir et son système vous permet de créer de nouvelles combinaisons de longueurs d'onde de détection. Il est également doté d'une conception rotative centrifuge unique qui permet une variation tube à tube, une détection uniforme, un rampement rapide, un équilibre négligeable et garantit vos résultats.

Avantages

• Il a une large portée optique
• Il est livré avec un large éventail d'applications
• Conception robuste assurant un entretien minimal et une longévité accrue
• Conception rotative unique
• Le logiciel peut être modifié pour répondre à vos besoins.

Consul

• C'est un peu plus lent que les autres PCR

5. QIAstat-Dx de Qiagen ($25,497.00)

Cette marque particulière a été conçue pour le diagnostic du virus SARS-CoV-2. Elle permet une détection qualitative simultanée des agents pathogènes respiratoires de nature virale et bactérienne avec un test unique.

Le QIAstat-Dx de Qiagen détecte plus de 22 agents pathogènes et est rapide et très précis. Cette machine peut également détecter des co-infections, fournissant des informations précieuses sur la qualité des échantillons. Il est facile à utiliser car il combine des réactifs humides et secs.

Avantages

• Il est rapide
• Il peut détecter jusqu'à 22 agents pathogènes différents.
• Facile à utiliser pour les techniciens
• Hautement automatisé
• Très précis
• Il détecte les co-infections

Consul

• Cet appareil est plus cher que la plupart des thermocycleurs.

6. Thermocycleur Bio-Rad T100

Cette machine de petite taille dispose d'un écran tactile intuitif qui facilite une programmation aisée. Elle est disponible en deux capacités d'échantillons et présente une vitesse de montée en température moyenne de 2,5 degrés Celsius par seconde. Elle pèse 9 kg. Elle est également proposée en plusieurs formats et permet une optimisation rapide de la PCR grâce à un gradient thermique unique. Les protocoles peuvent aussi être organisés à l'aide de dossiers personnalisables. Cette petite machine vous fournira des résultats constants.

Avantages

• Il est petit et économise de l'espace dans le laboratoire.
• L'écran tactile intuitif le rend pratique à utiliser
• Il vous permet d'organiser les protocoles à l'aide de dossiers personnalisables
• Peut gérer beaucoup de travail et donner des résultats constants

Consul

• Il est plus lent que les autres thermocyclers

7. Bio-Rad CFX96 ($10,755.00)

Le Bio-Rad CFX96 est un outil puissant conçu pour offrir précision et flexibilité à son système de détection. Il s'agit d'un appareil de PCR en temps réel à 6 canaux qui combine un contrôle précis de la température et une technologie optique avancée. Vous pouvez configurer son logiciel selon vos spécifications et l'utiliser sans ordinateur.

Le Bio-Rad CFX96 a une vitesse de rampe moyenne de 33 degrés Celsius par seconde et une plage de température de 0 à 100 degrés Celsius. Il dispose également d'une détection optique de haute qualité avec six diodes filtrées.

Avantages

• Facile à installer et à exécuter
• Utilisation minimale d'échantillons et de réactifs
• Analyse de données rapide
• Logiciel haute performance
• Logiciel configurable

Consul

• Il est assez lourd (21 kg / 47 lb)

8. Roche LightCycler 480 ($8,999.00)

Le Roche LightCycler 480 offre une large gamme de formats de sondes. Il est très sensible, rapide et les résultats obtenus sont reproductibles. Il prend en charge les applications mono et multicolores ainsi que les protocoles multiplex.

L'instrument de paillasse peut être personnalisé pour répondre à vos besoins. Il peut également fonctionner comme une solution à haut débit contrôlée par robotique.

Avantages

• Il est robuste et possède du matériel haute performance
• Le logiciel est innovant et très efficace
• Ses produits jetables sont hautement conçus
• Les réactifs sont optimisés pour les applications afin de s'adapter à diverses expériences.

Consul

• Il n'a pas d'écran d'affichage interactif

9. Thermocycleur Veriti ($1,599.00)

Le thermocycleur Veriti possède plusieurs zones de température qui permettent une grande précision dans la détermination de la température d'hybridation, ce qui se traduit par des résultats précis. 6 blocs Pieler vous donnent six zones de température différentes.

Le thermocycleur Veriti vous fera également gagner du temps, car vous pouvez exécuter six procédures différentes avec six températures d'hybridation distinctes. Le thermocycleur peut également être utilisé pour l'incubation d'échantillons à six températures précises.

Avantages

• Il a plusieurs zones de température
• C'est très précis
• Cela vous fait gagner du temps car vous pouvez effectuer six procédures différentes simultanément.
• Le thermocycleur peut être utilisé comme incubateur
• Il a une interface d'affichage
• Accès depuis votre ordinateur ou ordinateur portable

Consul

• C'est un peu cher par rapport aux autres machines.

10. Agilent AriaMx ($9,999.00)

L'Agilent AriaMx combine un nouveau thermocycleur et un système optique à LED avancé. Il convient à l'amplification, à la détection et à l'analyse des données. Il dispose d'un logiciel d'analyse de données complet.

L'Agilent AriaMx utilise un format de PCR en tube fermé et convient à de nombreuses chimies de détection par fluorescence. Il dispose également d'un écran tactile à l'interface intuitive qui le rend facile à utiliser.

Avantages

• Logiciel d'analyse de données complet
• Écran tactile intuitif pour une utilisation pratique
• Utilisable avec de nombreuses chimies de détection par fluorescence

Consul

• Les avis en ligne ont indiqué un manque de fiabilité et de dysfonctionnement du logiciel.

Conclusion/Veredict final

Le domaine de la médecine a parcouru un long chemin, non seulement en connaissances des maladies et de leurs traitements, mais aussi dans l'analyse nécessaire pour diagnostiquer. Il est nécessaire de développer des méthodes de test rapides et précises pour identifier rapidement les agents pathogènes. L'analyse de ces micro-organismes pathogènes donne un aperçu de leur comportement et de leur réponse à diverses conditions, ce qui peut aider à trouver des moyens de traiter les infections qu'ils causent.

La COVID-19 est une maladie causée par le virus SARS-CoV-2. Cette souche virale attaque le système respiratoire, et un remède n'a pas encore été trouvé. Le besoin de tests de masse et d'obtention de résultats rapides est urgent. La maladie est très contagieuse, et il est crucial d'identifier les personnes infectées afin qu'elles puissent être mises en quarantaine pour tenter d'endiguer la propagation.

La PCR est une méthode appropriée pour tester la présence du nouveau coronavirus chez l'homme. Le processus est plus rapide que d'autres méthodes, qui prennent des jours et parfois des semaines. La PCR donne des résultats en quelques heures. De plus, elle fournit une analyse approfondie du virus, y compris des informations sur son comportement et ses mutations. Cette étude contribuera grandement à comprendre comment gérer le virus et, à terme, à développer un vaccin.

Le choix d'une machine PCR est déterminé par des facteurs tels que le nombre de patients se rendant dans un hôpital. Certaines machines sont mieux adaptées pour traiter de nombreux échantillons dans un temps donné, et certaines peuvent même analyser différents échantillons simultanément.

Foire aux questions

Quel est le coût moyen d'un appareil PCR ?

Le marché des appareils PCR est vaste et varié, et le prix d'un appareil PCR varie d'un fabricant à l'autre. Il se situe généralement entre 14 000 et 90 000 bahts.

Où puis-je acheter une machine PCR?

De nombreux sites en ligne vendent ces machines, mais les acheter chez Sonoran Surplus, un Distributeur agréé de machines PCR, est le plus recommandé.

Combien coûtera un test PCR ?

Tout dépend des examens prescrits par le médecin, mais il faut compter en moyenne entre 15 et 20 euros.