Avec la capacité de cartographier des dizaines de biomarqueurs à la fois, une nouvelle méthode pourrait transformer les tests pour des maladies telles que les maladies cardiaques et le cancer.
Actuellement, de nombreuses maladies sont diagnostiquées à partir d'analyses sanguines qui recherchent un biomarqueur (comme une protéine ou une autre petite molécule) ou, tout au plus, quelques biomarqueurs du même type.
La nouvelle méthode, développée par des scientifiques de l'Imperial College de Londres dans le cadre d'une collaboration de recherche avec Oxford Nanopore Technologies (Oxford Nanopore), permet d'analyser simultanément des dizaines de biomarqueurs de différents types. Cela permettrait potentiellement aux cliniciens de recueillir davantage d'informations sur la maladie d'un patient.
Par exemple, les tests actuels pour l’insuffisance cardiaque recherchent quelques protéines courantes pour déterminer si la maladie est présente. La nouvelle méthode a pu détecter en outre 40 types différents de molécules de miARN, qui pourraient potentiellement être utilisées comme une nouvelle classe de biomarqueurs. Il peut examiner simultanément des protéines, des petites molécules telles que des neurotransmetteurs et des miARN du même échantillon clinique, fournissant ainsi des données complètes pour un diagnostic plus précis.
Les résultats de l'utilisation du nouveau test de cette manière avec le sang de participants en bonne santé, pour une étude de validation de principe, ont été publiés dans Nature Nanotechnology. .
La co-première auteure Caroline Koch, du Département de chimie de l'Imperial, a déclaré :« Il existe de nombreuses façons différentes d'arriver à une insuffisance cardiaque, mais notre test, nous l'espérons, fournira un moyen rapide et peu coûteux de le découvrir et d'aider à guider "
Le co-premier auteur Ben Reilly-O'Donnell, du National Heart and Lung Institute de l'Imperial, a ajouté :« La capacité de surveiller différents types de molécules en même temps, dans le même échantillon, offre un avantage distinct par rapport aux méthodes d'analyse traditionnelles. ."
Code-barres ADN
Le test fonctionne en mélangeant l'échantillon de sang avec des « codes-barres » d'ADN. Il s’agit de petites étiquettes constituées de courtes séquences d’ADN, chacune codant pour une sonde unique conçue pour se fixer à un biomarqueur différent. Une fois l'échantillon et les codes-barres mélangés, la solution obtenue est injectée dans un appareil portable à faible coût précédemment développé par Oxford Nanopore :le MinION.
Le dispositif Oxford Nanopore contient une Flow Cell contenant un ensemble de nanopores (de très petits trous) capables de lire la signature électrique de chaque code-barres d'ADN qui les traverse. Le signal électrique complexe produit par l'appareil est interprété par un algorithme d'apprentissage automatique pour identifier le type et la concentration de chaque biomarqueur présent dans l'échantillon.
Les codes-barres ADN utilisés pour chaque test peuvent être fabriqués sur commande, spécifiquement pour les biomarqueurs qui doivent être analysés pour caractériser la maladie testée. L'utilisation de codes-barres ADN élimine également le besoin d'une préparation d'échantillon complexe et longue, qui peut également introduire un biais dans l'échantillon.
Le professeur Joshua Edel, chercheur principal du département de chimie de l'Imperial, a déclaré :« En travaillant avec Oxford Nanopore Technologies, nous avons pu utiliser leur plate-forme existante et innover dans la façon dont elle peut être utilisée, avec l'ajout de codes-barres ADN et d'apprentissage automatique pour comprendre les résultats."
Le co-chercheur principal, le Dr Alex Ivanov, également du Département de chimie de l'Imperial, a ajouté :« En principe, nous sommes sur le point de permettre une technologie adaptée aux cliniques, où, à long terme, nous espérons qu'elle pourrait apporter une richesse. d'informations individualisées pour les patients souffrant de diverses pathologies."
Après avoir montré que cette méthode peut mesurer avec succès 40 molécules de miARN dans le sang de patients sains, l’équipe travaille désormais avec des échantillons cliniques provenant de patients atteints d’insuffisance cardiaque pour valider les résultats. Des tests réguliers comme celui-ci pourraient également aider les cliniciens à établir des références individuelles pour les biomarqueurs sanguins courants de leurs patients.
La méthode peut être utile pour accélérer le diagnostic de deux manières :en plus de mesurer davantage de biomarqueurs à la fois, elle peut également aider à trouver de nouveaux biomarqueurs. Bien qu'actuellement, seule une poignée de biomarqueurs soient validés pour le diagnostic des maladies cardiaques, en mesurant simultanément 40 types de miARN d'intérêt, l'équipe pourrait également déterminer lesquels d'entre eux sont pertinents et pourraient être validés par davantage de tests.
Plus d'informations : Séquençage nanopore de sondes à codes-barres ADN pour la détection hautement multiplexée de microARN, de protéines et de petits biomarqueurs, Nature Nanotechnology (2023). DOI :10.1038/s41565-023-01479-z. www.nature.com/articles/s41565-023-01479-z
Informations sur le journal : Nanotechnologie naturelle
Fourni par l'Imperial College de Londres
