Détection des endotoxines salivaires à l’aide d’un dispositif d’immunoessai à flux latéral mono/polyclonal combiné à base d’anticorps Résumé Nous rapportons un test à flux latéral (LFA) au point d’intervention /utilisation pour la détection de l’endotoxine P. gingivalis , un biomarqueur salivaire important pour la santé bucco-dentaire. Deux approches différentes de conception de LFA en sandwich utilisant la combinaison d’anticorps monoclonaux et polyclonaux ou d’anticorps polyclonaux seuls ont été évaluées pour détecter les endotoxines de P. gingivalis, avec une limite de détection d’environ 22 ng mL -1 et 46,5 ng mL -1 pour les endotoxines à base d’eau. et des échantillons à base de salive, respectivement. Le LFA présente également une bonne sélectivité envers l’endotoxine de P. gingivalis par rapport à d’autres endotoxines et protéines. Le prétraitement de la salive combinant la filtration par seringue et la fécule de pomme de terre inhibe avec succès l’activité de l’α-amylase et fournit de meilleurs résultats dans les dispositifs LFA. |
Les fluides biologiques, comme le sang, l’urine, la salive et le mucus, constituent peut-être la source d’informations la plus importante sur notre état de santé. Historiquement, et c’est toujours le cas aujourd’hui, les analyses de sang constituent l’outil de diagnostic le plus courant. La détection conventionnelle des marqueurs moléculaires trouvés dans les échantillons de biofluides est principalement réalisée à l’aide de la méthode bien connue de réaction en chaîne par polymérase (PCR), qui nécessite un personnel qualifié et une période de temps relativement plus longue en laboratoire. Cependant, avec l’utilisation croissante des diagnostics au point d’intervention (POC), d’autres biofluides gagnent en importance. L’analyse rapide et peu coûteuse des biomarqueurs présents dans divers biofluides peut fournir une indication précoce de diverses conditions médicales, améliorant ainsi les résultats du traitement et réduisant les coûts médicaux.
Comme démontré lors de la pandémie de maladie à coronavirus (COVID), le test à flux latéral (LFA) est une plateforme POC polyvalente présentant de nombreux avantages, tels qu’un temps d’analyse rapide, un faible coût, une interface colorimétrique facile à utiliser, un processus de fabrication simple et sans besoin d’un contrôle externe. Étant donné que les kits de test à domicile COVID LFA ont été largement utilisés pendant la pandémie, les kits de test de test à flux latéral (LFA) sont désormais mondialement connus. Par ailleurs, l’utilisation des smartphones pour les applications LFA a été développée non seulement pour améliorer l’analyse des résultats des tests mais également pour améliorer la sensibilité du LFA.
Les endotoxines induisent une forte réponse immunitaire chez les hôtes, mais servent également de biomarqueurs importants utiles pour diagnostiquer diverses maladies bactériennes . Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis), l’une des plus de 700 espèces bactériennes présentes dans la cavité buccale et l’une des 500 espèces présentes dans la plaque sous-gingivale, est une importante bactérie pathogène à Gram négatif responsable de la parodontite chronique . La maladie parodontale présente une inflammation chronique causée par une infection bactérienne, provoquant des maladies des gencives et même la perte des dents.
La présence salivaire de cette bactérie en forte concentration suggère que le patient souffre d’une maladie parodontite chronique. De plus, en raison de la relation étroite entre P. gingivalis et d’autres maladies systémiques importantes, telles que les maladies cardiovasculaires, la polyarthrite rhumatoïde et les maladies neurodégénératives (Alzheimer), comme cela est apparu ces dernières années, l’évaluation quantitative du PG LPS est devenue une mesure clé dans la santé bucco-dentaire, ainsi que dans l’ensemble du système de santé du corps.
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Des ingénieurs de l’Université de Cincinnati ont développé un nouveau dispositif capable d’avertir les consommateurs des risques précoces de caries dues à des maladies telles que la gingivite et la parodontite.
La gingivite, la première forme de maladie des gencives, est causée par une bactérie. Mais pas n’importe quelle bactérie. Le problème pour les chercheurs était d’obtenir un dispositif permettant d’identifier le type particulier responsable de la maladie, a déclaré Andrew Steckl, éminent chercheur de l’Ohio et professeur de recherche distingué au Collège d’ingénierie et de sciences appliquées de l’UC.
"Cela a été un défi d’arriver au point où nous pouvons détecter cette toxine créée par la bactérie responsable de la gingivite", a-t-il déclaré. Steckl et Daewoo Han, associé de recherche principal à l’UC, ont collaboré avec Sancai Xie, scientifique principal chez Procter & Gamble Co., et ont décrit leurs résultats dans un article publié dans la revue Sensors and Diagnostics of the Royal Society of Chemistry .
L’équipe de recherche de Steckl a exploré la biodétection pour diverses applications. Ils ont étudié les hormones de stress présentes dans la sueur en collaboration avec le laboratoire de recherche de l’Air Force de la base aérienne Wright-Patterson. Maintenant, ils étudient la salive.
"Il y a de bonnes raisons d’utiliser la salive", a-t-il déclaré. "Elle est relativement abondante et facile à obtenir par des méthodes non invasives. Et la salive contient de nombreux éléments importants qui peuvent servir d’indicateurs de santé."
Les bactéries de la gingivite peuvent voyager dans la circulation sanguine, provoquant des maladies cardiovasculaires et d’autres problèmes de santé graves, a déclaré Steckl. Mais la salive est un biofluide complexe, a déclaré Han, l’auteur principal de l’étude.
Les chercheurs ont prétraité l’échantillon avec de la fécule de pomme de terre pour éliminer une protéine appelée amylase qui pourrait interférer avec les résultats des tests. Leur test utilise des anticorps qui réagissent aux endotoxines présentes dans les bactéries.
"Daewoo a travaillé très dur dans de nombreuses impasses avant de réussir", a déclaré Steckl. "Je dis à mes étudiants que la recherche consiste à chercher, chercher et rechercher jusqu’à ce que vous trouviez la réponse."
Les tests de santé à domicile sont disponibles depuis des générations pour des utilisations spécifiques telles que la détection de grossesse. Mais la pandémie de COVID-19 a fait découvrir à un large public de consommateurs le concept de surveillance de leur santé grâce aux nouvelles technologies.
L’industrie des tests à domicile devrait générer 45 milliards de dollars par an d’ici 2031, selon Allied Market Research.
Steckl a déclaré qu’il voyait de nombreuses opportunités pour les nouveaux produits de consommation. "Nos résultats sont définitivement prometteurs", a déclaré Steckl. "Parfois, c’est facile. La plupart du temps, il faut persévérer."
Conclusion sommaire Nous avons démontré un test à flux latéral (LFA) en sandwich basé sur des anticorps pour détecter le LPS de P. gingivalis, un biomarqueur important de la santé bucco-dentaire. Le dispositif LFA a une LOD d’environ 22 ng ml -1 pour les échantillons aqueux et une excellente sélectivité contre les autres LPS et protéines salivaires. La détection dans la salive humaine a été évaluée en association avec de la fécule de pomme de terre et une filtration par seringue afin de réduire l’interférence des biomolécules présentes dans la salive, en particulier les enzymes α-amylase. Les réactions du test immunologique LFA avec des échantillons de salive ont donné des résultats comparables (LDD ~ 46,5 ng mL -1) à ceux obtenus avec des échantillons à base d’eau. Des développements supplémentaires seront réalisés pour améliorer la sensibilité du test utilisant des échantillons de salive. La capacité de détecter plusieurs molécules LPS liées à la maladie sera également explorée pour établir des diagnostics plus précis sur la santé des patients. Enfin, étant donné que la sensibilité de la détection actuelle basée sur les anticorps est affectée de manière significative par les performances de l’anticorps conjugué, le développement d’un LFA sandwich à base d’aptamère sera étudié pour améliorer la flexibilité et les performances. Le prétraitement des échantillons de salive évoqué ci-dessus peut également être utilisé avec des dispositifs LFA sandwich à base d’aptamère. |
