Dans les années récentes, une méthode de biopsie non invasive appelée biopsie liquide s'est révélée prometteuse comme alternative potentielle à la biopsie tissulaire, actuellement l'étalon-or dans la détection et le diagnostic du cancer. Un échantillon de biopsie tissulaire – traditionnellement prélevé lors d'une intervention chirurgicale pouvant nécessiter une anesthésie générale, accompagné du risque de complications pouvant découler de toute intervention chirurgicale, de la douleur à l'infection et à la pneumonie - est généralement testé pour des variations génétiques spécifiques, également appelés mutations, qui peut offrir des informations sur un traitement optimal clair pour ce cancer.

Biopsies liquides, d'autre part, identifier la présence de fragments d'ADN tumoral ou de cellules circulant dans les fluides corporels comme le sang, l'urine ou la salive – appelée ADN tumoral circulant (ADNct) – et évite aux patients des dommages inutiles. Malheureusement, la quantité infime d'ADNc dans les fluides corporels et leur nature éphémère restent un défi pour les applications réelles.

Mais des chercheurs en biotechnologie de l'Université d'agriculture et de technologie de Tokyo (TUAT) ont mis au point une technique de nanopores qui, dans les tests de laboratoire, a montré le potentiel d'offrir un puissant, outil simple et rapide pour la détection des mutations.

Les résultats ont été publiés le 9 août, 2020, dans la revue à comité de lecture Petites méthodes .

Mesures de nanopores, une technologie de séquençage génétique de troisième génération, fait passer une molécule d'ADN à travers un trou à l'échelle nanométrique, ou "pore". En traversant le pore, les bases nucléotidiques de l'ADN (adénine [A], cytosine [C], guanine [G], ou thymine [T]) provoquent des changements de charge électrique qui sont propres à chacune de ces bases et qui peuvent être catalogués, un peu comme passer du sable à travers une série de tamis. La technologie Nanopore peut également détecter la translocation, ou échange de matériel génétique, de courts brins d'ADN via un blocage du courant électrique lorsque le pore est ouvert. Dans les deux cas, les temps d'exécution des mesures de deuxième génération durent de 4 à 9 jours. Mais les mesures des nanopores se font en temps réel.

La technique rapide et bon marché des nanopores est souvent utilisée pour le séquençage du génome entier, mais son utilisation pour l'analyse de l'ADNc reste sous-développée. Le séquençage Nanopore est habile dans les longues longueurs de lecture (> dix, 000-50, 000 nt). Le séquençage de l'ADNct (~150 pb) nécessite un traitement à un stade plus précoce, comme la transmission de plusieurs copies de l'ADNct d'origine pour étirer les cibles. Alors que des tentatives d'approches utilisant la technologie des nanopores pour la détection directe de l'ADNc ont été faites, et sont capables de reconnaître la présence ou l'absence d'une seule mutation génétique, jusque là, ils ont été incapables de reconnaître la position de cette mutation.

La méthode TUAT, basé sur une analyse statistique du temps nécessaire pour que le code génétique se décompresse, et du blocage du courant, permettant d'identifier à la fois la présence et la position d'une mutation. Il n'a jusqu'à présent été utilisé que sur de courtes bandes de matériel génétique, ou oligonucléotides, pas dans les biopsies liquides du monde réel.

« Ceci est encore au stade de la preuve de concept, mais c'est passionnant non seulement parce qu'il pourrait permettre une détection plus précoce, " dit Ryuji Kawano, l'un des deux ingénieurs chargés de concevoir la nouvelle méthode, "mais la technique pourrait être utilisée pour évaluer le degré de métastase [croissance du cancer] pour déterminer l'efficacité des médicaments anticancéreux."

Les chercheurs espèrent maintenant travailler avec des institutions médicales pour vérifier et cataloguer l'emplacement des mutations dans l'ADNc de nombreux cancers différents afin de développer cette méthode comme méthode de diagnostic simple pour un large éventail d'occurrences de la maladie.