Tests d'identification des variations génétiques chez les individus, qui peuvent être utilisés pour développer des thérapies médicamenteuses précisément ciblées, sont actuellement au centre des préoccupations dans le domaine émergent de la pharmacogénomique. Les chercheurs d'A*STAR ont maintenant développé et breveté une nanosonde personnalisée et élégante pour évaluer la sensibilité au médicament warfarine.

Pour développer la nanosonde, Jackie Ying du A*STAR Institute of Bioengineering and Nanotechnology et ses collègues à Singapour, Taïwan et le Japon ont mis au point une procédure relativement simple qui utilise un équipement de laboratoire standard et peut être facilement adaptée pour d'autres tests génétiques.

"Notre méthode est plus rapide, plus rentables et plus précis que les alternatives existantes, " dit Ying.

La méthode de Ying détecte les variations génétiques connues sous le nom de polymorphismes mononucléotidiques (SNP) qui diffèrent uniquement par un bloc de construction mononucléotidique de l'ADN. Dans le cas de la warfarine, l'anticoagulant le plus fréquemment prescrit, il existe des différences de SNP dans des parties spécifiques du génome qui indiquent si un patient tolérera le médicament ou souffrira d'effets secondaires graves.

Les chercheurs ont utilisé des nanoparticules d'or attachées à de courtes sections d'ADN qui se lient à des séquences complémentaires spécifiques d'ADN grâce à l'appariement de bases qui maintient ensemble l'ADN double brin. Ces nanosondes ont été exposées à des fragments d'ADN qui avaient été découpés et amplifiés à partir du génome d'un patient.

Les nanosondes sont initialement roses en raison des effets plasmoniques de surface impliquant des ondulations de charge électrique. Une fois analysé, si les sondes ne se lient pas aux fragments d'ADN, ils s'agrègent et deviennent incolores lorsqu'ils sont exposés à une solution saline. S'ils se lient à la cible, ils ne s'agrégeront pas mais resteront roses jusqu'à ce qu'ils soient chauffés à une « température de fusion » à laquelle l'appariement des bases est rompu et les brins d'ADN de la sonde et les fragments du génome se séparent. Pour les cas de complémentarité partielle - dans lesquels les fragments sont mésappariés par un seul nucléotide - la température de fusion est abaissée d'une quantité en fonction du niveau de mésappariement. Cela permet de détecter les SNP à travers leurs différentes températures de fusion.

Le changement de couleur qui en résulte est facilement visible à l'œil humain mais peut également être évalué automatiquement (voir image). Le système peut également faire la distinction entre les génotypes homozygotes (où une personne porte le même SNP sur chaque membre d'une paire de chromosomes) et les génotypes hétérozygotes (où une personne porte différents SNP sur chaque chromosome).

"Le kit de test de warfarine breveté est disponible pour la commercialisation ou l'octroi de licence, " dit Ying. " Nous avons développé et validons des kits de test pour plusieurs autres applications dans la détection de pathogènes, la pharmacogénomique et le dépistage des maladies génétiques."