Principe du système analytique BIABooster. A partir d'un échantillon de plasma purifié, 1 µL est analysé avec le dispositif BIABooster, qui se concentre, sépare et détecte le profil de taille de l'ADN circulant. Le graphique en bas à droite représente un profil de taille "typique" avec une succession de pics de bas poids moléculaire dans la plage de 100 à 300 paires de bases (pb) et un résidu de haut poids moléculaire d'environ 1700 pb. La limite de sensibilité de l'appareil est de 10 fg/µL. Crédit :© Aurélien Bancaud, LAAS-CNRS. Silhouette humaine (à gauche) :icône réalisée par Freepik de flaticon.com
Développé et breveté en 2012 et 2014 au Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS-CNRS) et mis en œuvre industriellement par Picometrics-Technologies, La technologie BIABooster caractérise l'ADN avec une précision et une sensibilité nouvelles. Lorsqu'il est utilisé pour analyser l'ADN résiduel circulant dans le sang, il a identifié des signatures prometteuses pour le suivi des patients atteints de cancer. Ces signatures, présenté le 20 mars numéro 2018 de Chimie analytique , pourrait être confirmé par une étude plus large menée par des équipes de l'Université Paris Descartes, INSERM, AP-HM et AP-HP (Hôpital Européen Georges-Pompidou).
Dans le corps humain, la mort cellulaire occasionnelle se traduit par la dégradation et la libération d'ADN, qui circule ensuite dans le sang avant d'être éliminé. Des études antérieures ont montré que les patients atteints de cancer ont des niveaux élevés de fragments d'ADN dans leur sang. Cependant, des facteurs tels qu'une alimentation riche ou un effort physique peuvent également être responsables de niveaux élevés de fragments d'ADN. BIABooster réalise des analyses sensibles et rapides sur les molécules d'ADN, ouvrant de nouvelles voies pour une meilleure caractérisation de la composition de cette fraction résiduelle d'ADN dans le sang et donc la spécification de son origine.
Pour analyser l'ADN, le dispositif BIABooster fonctionne en deux étapes de concentration et de séparation en ligne. D'abord, l'ADN est concentré via un système de capillaires formé de la jonction d'un petit capillaire et d'un autre de plus grande section. Les chercheurs fabriquent une solution contenant le flux d'ADN dans le grand capillaire et utilisent un champ électrique de faible amplitude pour ralentir la migration. Le changement de débit et de champ électrique dans la constriction arrête l'ADN et le concentre comme une « plaquette ». Cette plaquette est ensuite libérée par la baisse progressive du champ électrique, qui sépare également les fragments selon la taille.
Les chercheurs utilisent BIABooster depuis 2016 et ont défini un protocole présenté dans Analytical Chemistry. En une vingtaine de minutes, l'outil détecte l'ADN jusqu'à une concentration de 10 fg/μL. Il détermine la concentration et la taille d'un échantillon avec, respectivement, précisions de 20% et 3%. Il s'est avéré particulièrement adapté pour aborder le profil de l'ADN dans la circulation sanguine chez des volontaires sains ou des patients atteints de cancer, à la fois en termes de concentration et de profil de taille.
Au-delà des prouesses techniques, les chercheurs ont décidé d'utiliser cet appareil pour analyser une centaine d'échantillons cliniques de patients atteints de cancer provenant des hôpitaux de l'Hôpital Européen Georges-Pompidou AP-HP et AP-HM. Leurs premiers résultats confirment que la présence d'ADN de bas poids moléculaire en grande quantité peut être une information clinique pertinente pour le suivi des patients.
