Défi COVID-19 : Réactifs magnétiques pour la détection de la COVID-19 et autres kits de diagnostic moléculaire à base d'ARN

Énoncé du problème

Les tests de dépistage du CoV-2 du SRAS dans les hôpitaux et les laboratoires de diagnostic ont submergé le flux de travail actuel, car ils utilisent principalement la préparation manuelle et l'expérimentation. Cela a entraîné un important retard dans la réalisation des tests, ce qui est particulièrement critique étant donné que les échantillons n'ont qu'une durée de vie limitée et que le retard des tests rend les résultats peu fiables. L'une des principales causes des insuffisances diagnostiques reste l'accès aux réactifs et aux tampons qui permettent une extraction rapide de l'ARN viral à partir des échantillons des patients. C'est une condition préalable nécessaire pour les tests de diagnostic en aval utilisant les marqueurs génétiques pour la COVID-19.

Les pénuries actuelles de réactifs sont directement causées par la dépendance du Canada à l'égard des fournisseurs étrangers, ce qui peut nuire à la chaîne d'approvisionnement. Parmi les méthodes de préparation des échantillons qui se prêtent le mieux à l'automatisation, on trouve celles qui reposent sur la technologie des billes magnétiques. Cela permet de réduire les manipulations sans avoir recours à des étapes de centrifugation. Par rapport aux colonnes de centrifugation, la technologie à base de billes se prête également mieux à l'intégration et à la manipulation microfluidique. Cependant, l'accès à des réactifs compatibles pour l'extraction d'acides nucléiques - l'ARN viral plus spécifiquement - continue de poser un sérieux obstacle. En outre, les solutions existantes sont soumises à des protocoles très spécifiques qui ne permettent pas une personnalisation et une adaptation à la volée aux formats microfluidiques existants et potentiels.

Le CNRC a donc besoin d'un accès canadien aux réactifs magnétiques pour la préparation des échantillons et l'extraction de l'ARN viral. Cela permettrait l'intégration dans les flux de travail existants et potentiels basés sur la préparation automatisée des échantillons, dont on a désespérément besoin dans le cadre du diagnostic. Répondre à ce besoin dans la phase 1 du Défi de SIC permettra de combler immédiatement le l'écart de capacité des laboratoires du gouvernement canadien et est absolument nécessaire pour permettre une plus grande capacité de fabrication dans la phase 2 potentielle.

Résultats souhaités

Résultats essentiels (obligatoires)

La solution doit :

Phase 1

1. Démontrer une méthode de formulation des réactifs qui est évolutive et rapidement adaptable/personnalisable pour différentes menaces virales.
2. Dans un cas d'essai immédiat, démontrer une haute spécificité pour l'extraction de l'ARN de COVID-19.
3. Être compatible avec la plupart des types d'échantillons cliniques (salive, crachats, sang, écouvillon, urine, ainsi que les milieux sans cellules).
4. Posséder la capacité d'isoler et de purifier 1 copie/µL ou moins d'ARN viral.
5. Être rapide, en 15 minutes ou moins, et nécessiter un nombre minimum d'étapes de manipulation pour arriver à la solution finale.
6. Introduire une solution complète, y compris la lyse, l'extraction, le lavage et l'élution dans un tampon approprié.
7. S'intégrer aux diagnostics moléculaires en aval, y compris la RT-qPCR.
8. Être compatible avec la plupart des réactifs et tampons RT-qPCR.
9. Fournir des rendements d'extraction élevés sans entraîner de faux négatifs, et être supérieur aux méthodes de colonne de biologie moléculaire standard.
10. Fournir des préparations d'ARN de haute qualité pour le diagnostic du SRAS-CoV-2 - dépourvues de toute protéine, lipide ou autre contaminant.
11. Être adaptables à des plates-formes microfluidiques pour les systèmes de préparation d'échantillons et de réponses de dispositifs médicaux - en particulier la formulation qui peut être stockée sous forme sèche et/ou liquide dans des cartouches de microfluidique sans perdre de son efficacité. 
12. Être compatible avec les applications automatisées à base de billes magnétiques et à haut débit.
13. S'intégrer de manière transparente à la plupart des systèmes robotisés automatisés tels que Thermo KingFisher, PerkinElmer Chemagic et Roche MagNA Pure.

Phase 2

14. Fournir une capacité de fabrication de réactifs suffisante pour alimenter la fabrication de jusqu'à 100 000 tests / mois. La formulation des réactifs doit être compatible avec un stockage à température ambiante jusqu'à 6 mois permettant un déploiement clinique dans des sites de tests distribués. 
15. Démontrer, à la fin de la phase 2, les données d'efficacité clinique issues d'un essai clinique comparant le tampon/les réactifs aux performances de l'étalon de référence actuel, soit RT-qPCR, pour l'extraction en aval de l'ARN viral COVID-19. L'étalon de référence est constitué de kits à base de colonnes de centrifugation, ainsi que d'autres kits à base magnétique provenant de fournisseurs bien connus tels que Qiagen, ThermoFisher et Roche. Les tests de référence peuvent être effectués par le CNRC ou un laboratoire accrédité, à condition que les échantillons soient soumis en aveugle et de façon anonimée. 
16. La conception de l'essai doit suivre un plan d'essai de non-infériorité.
17. Se prêter à une fabrication à grande échelle et ne pas être entravé par des problèmes de chaîne d'approvisionnement à l'étranger.

Résultats souhaités supplémentaires

La solution devrait :

1. Ne pas dépendre de techniciens hautement qualifiés.
2. Ne pas avoir besoin de matériel supplémentaire.
3. Ne pas avoir besoin de chauffage, de centrifugation, de tourbillonnement ou d'autres activités à forte intensité de main-d'œuvre.
4. Intégrer le flux de travail pour les réactifs nécessaires au diagnostic complet des acides nucléiques de l'échantillon à la réponse, y compris le mélange maître RT-qPCR avec les sondes et les amorces appropriées.
5. Être capable de détecter 1 copie/µL ou moins de l'ARN viral requis pour un diagnostic précoce de la COVID-19.

Historique et contexte

Les tests de diagnostic de la COVID-19 dépendent fortement de l'importante condition préalable que constitue l'extraction de l'ARN viral à partir d'échantillons cliniques. C'est actuellement le goulot d'étranglement pour une détection moléculaire fiable en aval utilisant la RT-qPCR. En outre, diverses plateformes de dispositifs médicaux - y compris les systèmes microfluidiques et la préparation automatisée des échantillons - dépendent de tampons et de formulations de réactifs appropriés pour le développement de tests diagnostiques.

Il est essentiel que la chaîne d'approvisionnement canadienne soit moins tributaire des intervenants étrangers pour les réactifs et les tampons nécessaires à l'extraction de l'acide nucléique. Plus précisément, des tampons et des formulations à base magnétique pour l'extraction et la purification de l'ARN SARS-Cov-2. Bien que le CNRC possède le savoir-faire et la capacité de fabriquer des appareils de diagnostic COVID-19 pour l'échantillonnage solutions-réponse, ceci est encore entravé par la pénurie constante de tampons et de réactifs fiables pour la préparation des échantillons et l'absence de solution configurable à la volée qui peut être intégrée avec des plates-formes microfluidiques. Cela devient particulièrement important pour les systèmes automatisés à haut débit qui nécessitent un approvisionnement constant de tampons appropriés, ainsi que pour les futurs dispositifs médicaux automatisés au point de service qui nécessitent des réactifs flexibles et personnalisables.

Plusieurs subventions pourraient résulter de ce défi.

Le financement maximal disponible pour toute subvention de phase 1 résultant de ce défi est de 300 000,00 CAD pour une période maximale de 3 mois.

Nombre estimé de subventions de phase 1 : 2

Le financement maximum disponible pour toute subvention de phase 2 résultant de ce défi est de 1 000 000,00 $ CAD pour une période maximale de 12 mois. Seules les entreprises admissibles qui ont terminé la phase 1 peuvent être prises en considération pour la phase 2.

Estimation du nombre de subventions de la phase 2 : 1

Cette divulgation est faite de bonne foi et n'engage pas le Canada à accorder une quelconque subvention pour le financement total approximatif. Les décisions finales concernant le nombre de subventions des phases 1 et 2 seront prises par le Canada sur la base de facteurs tels que les résultats de l'évaluation, les priorités du ministère et la disponibilité des fonds. Le Canada se réserve le droit d'accorder des subventions partielles et de négocier des modifications de la portée du projet.

Déplacements

Au début de la phase 1, la réunion de lancement sera organisée par vidéoconférence. Les rapports de la phase 1 et les démonstrations de faisabilité se feront en personne dans les laboratoires de Boucherville, de BioAMND, du Centre de recherche sur les dispositifs médicaux.

Réunion de lancement

Ottawa, ON (virtuelle)

Réunion(s) d'examen de l'état d'avancement

Toute réunion d'examen de l'état d'avancement sera menée par vidéoconférence ou téléconférence. 

Réunion d'examen final

Boucherville (Québec, Canada), BioAMND, laboratoires du Centre de recherche sur les dispositifs médicaux.

Toutes autres communications peuvent se faire par téléphone, vidéoconférence et WebEx.

Les propositions de solutions peuvent uniquement être présentées par une petite entreprise qui satisfait aux critères suivants :

• être à but lucratif
• être constituée au Canada (au fédéral ou au provincial)
• compter au plus 499 employés équivalent temps plein (ETP)^{Note de bas de page *}
• mener des activités de recherche-développement au Canada
• verser présentement au moins 50 % de ses salaires, rémunérations et honoraires annuels à des employés et à des entrepreneurs qui passent la majeure partie de leurs heures de travail au Canada^{Note de bas de page *}
• compter au moins 50 % de ses employés ETP dont le lieu de travail habituel est au Canada^{Note de bas de page *}
• compter au moins 50 % de ses cadres supérieurs (vice-président ou niveaux supérieurs) dont la résidence principale est au Canada^{Note de bas de page *}

Le candidat doit remplir le formulaire électronique de présentation de la proposition pour le volet Défi, et y fournir assez d'information pour permettre au Canada d'évaluer la proposition par rapport aux critères et au schéma d'évaluation. L'information doit montrer en quoi la solution proposée répond à chaque critère.

Partie 1 : Critères obligatoires

Les propositions doivent satisfaire à tous les critères obligatoires indiqués en obtenant la mention « Réussite » pour passer à la partie 2. Les propositions qui ne satisfont pas à tous les critères obligatoires seront jugées non recevables et seront écartées.

Critères obligatoires et critères cotés avec note minimale de passage

(à satisfaire obligatoirement par la proposition du candidat)

Partie 2 : Critères cotés

Les propositions doivent atteindre une note minimale de passage de 50 % pour être jugées comme recevables. Les propositions qui n'atteignent pas la note minimale de passage seront déclarées comme non recevables et seront écartées.

Critères cotés

(à satisfaire par la proposition du candidat)

Toutes les questions concernant ce défi en particulier devraient être adressées à solutions@canada.ca.

Toutes les demandes de renseignements doivent être présentées au moins dix jours civils avant la date de clôture. Pour ce qui est des demandes de renseignements reçues après ce délai, il est possible qu'on ne puisse pas y répondre.

Vous pouvez également consulter la Foire aux questions sur le programme Solutions innovatrices Canada.

Un lexique est aussi disponible.