Les puces à ADN

figure1: une puce à Adn en silicium ou en verre.

Une puce à ADN est un support en verre (parfois en silicium) de petite taille (de l'ordre de quelques cm²) sur lequel sont fixés des monobrins d'ADN  dont on a choisit la séquence. L'échantillon à analyser contient des monobrins d'ADN de séquence inconnue, qui pourront être identifiés si ils s'apparient par complémentarité aux monobrins de la puce (un peu à la manière d'une fermeture éclair!) : c'est la réaction d'hybridation.

          Figure 1: Molécule ADN                                       Figure 2 : hybridation

Ces puces sont utilisées dans le but  d’analyser le niveau d’expression de plusieurs milliers de gènes transcrit dans une cellule.  Ainsi grâce à cette biotechnologie, il est possible à partir d’un échantillon infime  d’ADN, de regrouper en une seule expérience, et en peu de temps, une dizaine voire une centaine d’analyses biologiques.

Dépistage, Diagnostic et développement de nouveaux médicaments

En cancérologie elles vont jouer un rôle déterminant dans le dépistage, le diagnostic  mais aussi dans le développement de thérapies dite «  personnalisée » c'est-à-dire adaptée aux caractéristiques génétiques du patient.

Ainsi, dans les laboratoires  de recherches, les scientifiques se démènent pour trouver  à l’aide des puces à ADN, de nouveaux marqueurs biologiques capable de signaler la présence de telle ou telle type de tumeur, de déterminer le  stade de cette tumeur, si celle-ci risque d’évoluer en métastase et à quelle vitesse …

Ces puces vont permettre également de cibler les gènes anormaux qui  vont favoriser le développement de certains types de cancers: c’est ce que l’on appelle des gènes de prédisposition. En effet on  a pu voir précédemment que l’apparition du cancer avait pour origine le disfonctionnement de certains gènes chargés de la régulation cellulaire (comme les proto-oncogènes). C’est ainsi que des chercheurs de l’université de Haddassah ont découvert,  grâce à au puces à ADN,  que les femmes « en bonne santé » porteuses des gènes suppresseurs de tumeurs BRCA1 et BRCA2 mutés (exprimés en excès ou en trop faible quantité) présentaient un risque plus élevé  de développer un cancer du sein.

Dans les laboratoires pharmaceutiques, ces puces vont être utilisées pour analyser les gènes responsables de l’efficacité de tel ou tel médicament.  Cette technologie est d’autant plus précieuse que des  études ont montré que certains anticancéreux ne sont efficaces que chez seulement 30% des malades !!!

Pour ces chercheurs, la démarche est toujours la même (voir le « Fonctionnement des puces à ADN ») . Il s’agit, à l’aide des puces à ADN haute densité (couvrant  10 à 50 000 gènes simultanément soit plus de la totalité du génome) ,  de mesurer et comparer les profils d’expression de gènes issues de 2 types d’échantillons : tissus sain / tissu malade, tissu porteur de mutation / tissu non porteur, tissus issu de la tumeur initial/ tissus métastatique, tissu traité/non traité ….Ces tests vont permettre d’isoler les gènes qui sont surexprimés ou sous-exprimés et qui pourront donc constituer des bio marqueurs pertinents  pour le développement de tel ou tel type de cancer.

Une fois ces biomarqueurs identifiés, le diagnostic est effectué sur des puces « basse densité» qui couvrent un nombre plus réduit de gènes (quelques centaines),  mais qui ont été choisies pour leur relation avec la maladie (bio marqueurs). La technique consiste  alors à déterminer quels gènes sont exprimés dans l’échantillon du patient et avec quelle intensité.  Le diagnostic de cancer pourra être établi en mesurant les correspondances entre les profils des gènes bio marqueurs et ceux du patient.