Fast MDx montre comment de nombreux agents pathogènes peuvent être détectés à une vitesse inégalée, sans devoir recourir à des laboratoires biosécuritaires coûteux. L’entreprise londonienne a développé un système de test proche du patient qui réduit le délai d’attente habituel de 24 à 48 heures à seulement une ou deux heures. À bord : la technique d’automatisation de Festo.
Covid-19, grippe A, grippe B, RSV-A, RSV-B : pour les médecins, il est important de pouvoir déterminer de manière fiable les agents pathogènes respiratoires les plus fréquents en une ou deux heures, afin que les personnes infectées reçoivent rapidement un traitement personnalisé. La plateforme de test est généralement installée à proximité des patients dans les hôpitaux, les cliniques ou les cabinets médicaux.
« La plateforme de test à haut débit, entièrement automatisée et proche du patient, est mobile et peut donc être utilisée partout. Un seul technicien est nécessaire pour la faire fonctionner, au lieu des cinq normalement requis dans un laboratoire central pour traiter jusqu’à 1 000 échantillons de patients en un shift de huit heures », explique Richard Lewis, fondateur et PDG de Fast MDx.
La plateforme Fast MDx fait appel à la technique d’automatisation de Festo pour le pipetage et la distribution. Les systèmes de test automatisés font gagner du temps aux techniciens et réduisent les erreurs humaines liées au pipetage manuel de centaines d’échantillons dans des tubes et des plaques de microtitration standardisés. « Fast MDx est un système entièrement intégré qui comprend tout ce qui est nécessaire pour le test, des tubes d’échantillons et des écouvillons jusqu’à la transmission électronique des résultats à l’hôpital, à la clinique ou au cabinet médical où l’échantillon a été initialement prélevé », explique Lewis.
Les tests sur la plateforme Fast MDx sont entièrement automatisés : le système comprend des portiques de manipulation avec des axes électriques de Festo pour la manipulation précise des pipettes et pour la manipulation robotisée des plaques de microtitration PCR, un thermosoudage de Kbiosystems et le thermocycleur qPCR ultra-rapide breveté de Fast MDx, le NGX2. Le logiciel Biosero utilisé sur la plateforme intègre et contrôle tous les modules et rend l’utilisation très simple. Le constructeur britannique de machines spéciales Applied Automation est responsable de la mise en place du système de test complet ainsi que de tous les aspects liés à la sécurité, à l’analyse des risques et au marquage CE.
L’opérateur place les racks avec les pointes de pipettes, la plaque de microtitration, le kit d’analyse avec tous les réactifs et les échantillons des patients. Ceux-ci sont suivis tout au long du processus à l’aide d’un code-barres unique, gravé au laser sur le fond de chaque échantillon du client.
Pendant la préparation de l’échantillon, le portique bidimensionnel EXCM de Festo travaille dans les plans X et Y. Il est ainsi possible d’obtenir des résultats précis. Les 92 échantillons de patients sont scannés par le bas à l’aide des capteurs optiques Festo afin de vérifier que tous les échantillons sont présents. Le système de pipetage automatisé, composé de la tête de pipetage Festo DHOE et de l’éjecteur de seringues jetables DHAO, est monté dans le sens Z sur le portique à surface plane. La tête de pipetage peut doser avec précision des volumes de l’ordre de 10 µl et la vitesse de pipetage peut être réglée de manière à pouvoir distribuer jusqu’à 10 ml/s.
Le mastermix est préparé, placé sur la plaque de microtitration et les échantillons sont ajoutés. Chaque échantillon de patient est aspiré à l’aide d'une pointe de pipette jetable qui perfore le couvercle de l’échantillon de patient et pipeté dans le mélange maître dans un puits de la plaque de microtitration. Afin d’éviter toute contamination croisée, chaque pointe n’est utilisée que pour un seul échantillon de patient et est ensuite jetée. « Percer le couvercle permet d’économiser beaucoup de temps et d’argent, car aucun système conventionnel d’ouverture et de fermeture n’est nécessaire et les erreurs de manipulation humaine, fréquentes lors du pipetage manuel de centaines d’échantillons dans des tubes, sont évitées », explique Hannes Rößer, expert en techniques de manipulation chez Festo.
Un système de manipulation séparé, basé sur le portique bidimensionnel EXCM-30, prend la plaque de microtitration remplie avec la pince électrique EHPS-16 et la place dans le Heatsealer, où elle est scellée avec un film plastique. La plaque scellée est ensuite placée dans le bloc RT, qui déclenche la conversion de l’ARN, s’il est présent, en ADN complémentaire (ADNc). La dernière étape consiste à effectuer une réaction PCR afin de déterminer si la séquence d’ADNc de l’agent pathogène d’intérêt est présente dans l’un des échantillons de patients examinés.
Pour être indépendante d’une alimentation pneumatique externe, la plateforme de test Fast MDx utilise le générateur de vide et de pression PGVA de Festo, qui génère une pression ou un vide de +/-0,5 bar. Pour l’alimentation pneumatique avec une solution de pression et de vide, seule une alimentation électrique de 24 V est nécessaire. Le PGVA intègre dans un espace réduit un mini-compresseur, une unité de filtration d’air, un réservoir et une commande électronique de la pression et du vide, ce qui constitue une solution autonome pour la manipulation des liquides dans l’automatisation des laboratoires.
« Grâce à l’étroite collaboration entre Fast MDx et Festo, nous avons pu construire rapidement et efficacement les premiers prototypes malgré leur extrême complexité », explique Richard Lewis, PDG de Fast MDx. « Nous avons pu combiner la vaste expertise de Fast MDx dans le domaine du thermocyclage qPCR avec les portiques 3D, les commandes et les systèmes de pipetage éprouvés de Festo. »