Une technologie acoustique pour détecter l’ADN tumoral dans le sang
La PCR est une méthode d’amplification de l’ADN destinée à produire des millions de copies d’un échantillon d’ADN. Initialement développée dans les années 1980 par Kary Banks Mullis, qui a reçu le prix Nobel de chimie en 1993, elle a révolutionné la biologie moléculaire. La réaction en chaîne par polymérase (PCR) a permis aux études sur l’ADN d’entrer dans une nouvelle ère, devenant la référence absolue pour la plupart des tests génétiques, et contribuant considérablement au projet «Génome humain». Actuellement, le coût de la PCR digitale en gouttelettes (ddPCR), le dernier cri en termes de sensibilité, est trop élevé pour permettre sa mise en œuvre généralisée dans les laboratoires de diagnostic. Les alternatives, comme les tests PCR Cobas ou par séquençage de Sanger, sont plus abordables mais bien moins sensibles que la ddPCR.
Un capteur acoustique pour la détection d’ADN
Pour résoudre ce problème, le projet CATCH-U-DNA, financé par l’UE, a développé une méthode simple et très précise d’amplification et de quantification de l’ADN. «Notre objectif était de développer une méthode ultra-sensible pour détecter l’ADN tumoral circulant dans les biopsies liquides des patients atteints d’un cancer», explique Electra Gizeli, coordinatrice du projet. Pour ce faire, les chercheurs ont inventé un test de PCR spécifique à l’allèle (AS-PCR) très précis qui amplifie de manière sélective les mutations cibles dans les gènes impliqués dans le mélanome, le cancer colorectal et le cancer du poumon. L’ADN amplifié se lie à un nouveau biocapteur ultra-sensible qui induit la liaison des liposomes, ce qui altère l’énergie acoustique et émet un signal proportionnel à l’ADN immobilisé. La plateforme CATCH-U-DNA peut détecter jusqu’à 24 cibles d’ADN simultanément en moins de deux heures. Sa sensibilité dépasse toutes les méthodes de PCR quantitative disponibles sur le marché, et elle est bien moins chère que la ddPCR. En outre, comparée à d’autres puces à ADN ou plateformes de biodétection traditionnellement employées dans la détection de l’ADN, la technologie acoustique permet de traiter des échantillons non purifiés et évite de devoir chauffer l’échantillon. En collaboration avec le département d’oncologie de l’université de Crête, l’approche de CATCH-U-DNA est parvenue à détecter les mutations BRAF V600E et KRAS G12D du cancer dans un tissu fixé au formol et inclus en paraffine et des échantillons de plasma de patients atteints d’un cancer du poumon, d’un cancer colorectal ou d’un mélanome. La plateforme a détecté une molécule d’ADN unique portant la mutation ponctuelle BRAF V600E dans un excès de l’allèle de type sauvage 10 000 fois plus élevé, démontrant une sensibilité de 99,99 %.
Mise en œuvre de la plateforme CATCH-U-DNA dans les biopsies liquides
Selon l’OMS, le cancer est la deuxième cause principale de décès dans le monde. Face à l’augmentation attendue de ces chiffres en raison du vieillissement de la population, il est vraiment urgent d’améliorer et d’accélérer le diagnostic. La détection d’ADN tumoral dans le sang périphérique grâce à des biopsies liquides est une approche prometteuse et non invasive, connue pour surpasser les approches standard, comme les biopsies de tissus solides, les échographies et les IRM. «Grâce à un simple test sanguin, les biopsies liquides identifient l’ADN libéré par les cellules cancéreuses et révèlent de nombreuses informations sur la tumeur», fait remarquer Electra Gizeli. La plateforme CATCH-U-DNA simplifiera le processus et améliorera sa sensibilité et sa rentabilité. Plus important, elle rapprochera davantage la médecine personnalisée de la réalité. Les plans pour l’avenir comprennent la commercialisation de la technologie par le partenaire du projet AWSensors en Espagne, qui a développé la nouvelle plateforme acoustique et le réseau de capteurs. La plateforme devrait trouver des applications dans la recherche en laboratoire et le secteur clinique.
Mots‑clés
CATCH-U-DNA, AS-PCR, biopsies liquides-tissus, ADN tumoral, technologie acoustique, biocapteur à ADN
