Sauver des vies dans le monde entier avec des tests moléculaires de diagnostic abordables

Tests entièrement automatisés : un système de manutention séparé, basé sur le portique de surface plane EXCM-30, utilise la pince électrique EHPS-16 pour transporter et positionner la plaque de microtubes entre les différentes étapes de traitement.

Après la pose manuelle, l'opérateur peut se consacrer à sa tâche principale, à savoir l'analyse des résultats.

Gain de place : une plateforme prend en charge le pipetage et la distribution de liquides ainsi que le transport et le positionnement du microtitration. / Space-saving : one gantry each takes care of pipetting and dispensing liquids as well as transporting and positioning the microwell plate.

Débit élevé : deux portails tridimensionnels avec unités de pipetage et de transport garantissent une séquence entièrement automatisée des tests de diagnostic moléculaire.

Comme le montrent Fast MDx, de nombreux agents pathogènes peuvent être détectés à une vitesse inégalée, sans avoir besoin de laboratoires de biosécurité coûteux. L'entreprise londonienne a développé un système de test proche du patient, qui réduit le temps d'attente habituel de 24 à 48 heures à seulement une à deux heures. À bord : une technologie d'automatisation de Festo.

Fast MDx est le premier système de test à haut débit entièrement automatisé et proche du patient. Il sera lancé en mai 2023 avec un test multiplexé, conforme à la norme CE-IVDr, pour les agents pathogènes respiratoires les plus courants, tels que la grippe A, la grippe B, le VRS A, le VRS B et la Covid-19. D'autres tests seront prochainement intégrés au menu de tests. La plateforme de test est généralement installée à proximité du patient dans des hôpitaux, cliniques ou cabinets médicaux. Cela permet d'économiser du temps, des coûts et des déplacements. « Ainsi, les personnes infectées reçoivent plus rapidement un traitement personnalisé », explique Richard Lewis, fondateur et PDG de Fast MDx.

Tests rapides et personnalisés

Même si la pandémie ne semble plus être le sujet principal dans l'opinion publique et chez les gouvernements du monde entier, il reste crucial de fournir aux médecins des résultats de tests rapides, fiables et personnalisés. En effet, ils doivent savoir comment traiter les patients et qui mettre en quarantaine pour limiter la propagation de maladies infectieuses comme la Covid-19.

"La plateforme de test Fast MDx est mobile et peut donc être utilisée partout. Seul un technicien est nécessaire pour la manipulation, contre cinq habituellement requis dans un laboratoire central pour traiter jusqu'à 1 000 échantillons de patients en une journée de 8 heures", explique Lewis. Un autre avantage du concept proche du patient : il réduit considérablement l'impact environnemental, car il élimine les longs trajets de transport et donc les émissions de véhicules. De plus, les échantillons n'ont pas besoin d'être emballés de manière complexe et brûlés après une seule utilisation pour éviter toute contamination croisée."

Toutes les pièces nécessaires à portée de main

La plateforme Fast MDx repose sur la technologie d'automatisation de Festo pour la pipetage et la distribution. Les systèmes de test automatisés permettent au technicien de gagner du temps et de réduire les erreurs humaines, souvent associées au pipetage manuel de centaines d'échantillons dans des tubes standardisés et des plaques de microtitration. Fast MDx est un système entièrement intégré qui comprend tout ce dont on a besoin pour le test, des tubes à échantillons et embouts de pipette jusqu'à la transmission électronique des résultats à l'hôpital, la clinique ou le cabinet médical où l'échantillon a été prélevé », explique Lewis.

L'entreprise prévoit d'élargir son offre de tests en 2023/24 pour inclure des agents pathogènes hospitaliers tels que C-Diff et MRSA, ainsi que pour la détection de la septicémie, qui cause la mort d'environ 11 millions de personnes chaque année dans le monde. C'est également le système idéal pour réaliser des tests génomiques, permettant aux médecins de déterminer quels tests de dépistage effectuer en fonction de l'ADN de leurs patients, afin de détecter précocement des maladies héréditaires. « Ainsi, les patients peuvent modifier leur mode de vie pour éviter l'apparition de maladies pour lesquelles ils sont génétiquement prédisposés », explique Lewis.

Pas de blocage de capital

"Un avantage pour les opérateurs est que le système ne nécessite pas d'investissement en capital, car nous mettons gratuitement la plateforme de test Fast MDx à leur disposition", indique Lewis à propos de son entreprise sociale. Grâce notamment aux économies d'échelle, c'est le premier système au monde à rendre accessibles partout des tests et diagnostics moléculaires, pas seulement dans les pays plus riches.

Les tests sur la plateforme Fast MDx sont entièrement automatisés : le système comprend des portails de manipulation avec des axes électriques de Festo pour une manipulation précise des pipettes et pour la gestion robotisée des plaques de microtitration PCR, une couche de scellement thermique 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, rendant l'utilisation très simple. La plateforme est très compacte : elle ne nécessite qu'une surface de 0,7 m x 1 m. Grâce à ses roulettes verrouillables, elle peut être facilement déplacée d'un endroit à un autre.

Le constructeur britannique de machines spéciales, Applied Automation, est responsable de l'installation complète du système de test ainsi que de tous les aspects liés à la sécurité, à l'analyse des risques et à la conformité CE.

Utilisation de la plateforme de test Fast MDx

L'opérateur insère trois racks avec des embouts de pipette et une plaque de microtitration 96 puits à leur emplacement prévu dans la plateforme Fast MDx. Le kit de test, contenant tous les réactifs et contrôles, est simplement placé dans un bloc en aluminium et clipsé. 92 échantillons de patients en Pathtubes® sont introduits dans la plateforme et suivis tout au long du processus à l'aide d'un code-barres unique, apposé au fond de chaque Pathtube® par laser.

Lors de la préparation des échantillons, le portail de surface EXCM de Festo fonctionne dans les axes X et Y. Les 92 échantillons sont scannés de dessous avec les capteurs optiques de Festo pour vérifier leur présence. Le système de pipetage automatisé, composé de la tête de pipetage DHOE de Festo et du récupérateur de seringues jetables DHAO, est monté sur le plan de travail dans l'axe Z. La tête de pipetage peut doser avec précision des volumes allant de 10 µl, et la vitesse de pipetage peut être réglée pour atteindre jusqu'à 10 ml/s.

Le mélange maître est préparé, déposé sur la plaque de microtitration, et les échantillons sont ajoutés. Chaque échantillon de patient est aspiré avec l'embout jetable qui perce le capuchon du Pathtube® de Fast MDx, puis pipeté dans le mélange maître dans une cavité de la plaque. Pour éviter toute contamination croisée, chaque embout n'est utilisé que pour un seul patient, puis jeté. « La perforation du capuchon du Pathtube® permet de gagner beaucoup de temps et d'argent, car il n'est pas nécessaire d'utiliser des systèmes d'ouverture et de fermeture conventionnels, et cela évite les erreurs humaines souvent associées au pipetage manuel de centaines d'échantillons dans des tubes », explique Hannes Rösser, expert en techniques de manipulation chez Festo.

Manipulateurs électriques et axes en action

Un système de manipulation séparé, basé sur le portail de surface EXCM-30, récupère la plaque de microtitration remplie avec le préhenseur électrique EHPS-16 et la dépose dans le scelleur thermique, où elle est scellée avec une pellicule plastique. La plaque scellée est ensuite placée dans le RT-Block, qui déclenche la conversion de l'ARN en ADN complémentaire (ADNc), si présente.

Enfin, la plaque est placée dans le thermocycleur qPCR NGX2, où la réaction PCR a lieu et l'ADNc est amplifié. Le NGX2 utilise un système de détection de fluorescence ultra-rapide pour déterminer si la séquence d'ADNc de l'agent pathogène d'intérêt est présente dans l'un des échantillons de patients analysés.

Les résultats du test sont transmis électroniquement au médecin ayant commandé le test en 1 à 2 heures, lui permettant de définir le meilleur plan de traitement personnalisé pour ses patients.

Générateur de vide à pression indépendante

Pour être indépendant d'une alimentation pneumatique externe, la plateforme de test Fast MDx utilise le générateur de pression-vide PGVA de Festo, qui produit 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 volts 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 pression et de vide, offrant une solution autonome pour la manipulation de liquides en automatisation de laboratoire.

"Grâce à la collaboration étroite entre Fast MDx et Festo, nous avons pu concevoir rapidement et efficacement les premiers prototypes, malgré la complexité extrême", déclare Richard Lewis, PDG de Fast MDx. "Nous avons combiné l'expertise approfondie de Fast MDx en qPCR avec les portails 3D, les contrôleurs et les systèmes de pipetage éprouvés de Festo."

À propos de Fast MDx :

Fast MDx est une entreprise sociale dont l'objectif est de fournir des tests moléculaires rapides et à haut débit à moindre coût pour tous. Fast MDx offrira aux médecins des résultats plus rapides et plus fiables, leur permettant d'établir plus rapidement un plan de traitement personnalisé pour chaque patient. L'entreprise est une filiale de la société BJS, active depuis 1991 dans le domaine des thermocycleurs PCR, et fournit aujourd'hui la majorité des principaux fabricants de thermocycleurs avec des blocs de refroidissement rapides, précis et en argent.