Le micro-ARN a un potentiel pour le test sanguin du cancer, ainsi que d'autres maladies

Le micro-ARN a été découvert comme nouveau matériel génétique il y a une dizaine d'années. Les scientifiques ont observé que cela semble activer et désactiver les gènes d'une cellule. Des recherches récentes ont montré que ces petits faisceaux de code génétique semblent devenir hors de contrôle dans les cellules cancéreuses.
Une équipe du MIT a commencé à utiliser des particules minuscules qui mesurent les niveaux de microARN dans des échantillons de tissus afin de fournir une méthode pour scanner et diagnostiquer le cancer. En théorie, le processus devrait fonctionner avec de nombreuses autres maladies.
Deux articles dans les journaux Chimie analytique et Angewandte chemie, décrivez la technologie qui utilise un ensemble de particules qui se fixent à un type spécifique de microARN. La méthode expose des tissus, des échantillons de sang ou de l'ARN purifié à ces particules, ce qui permet de créer un profil de microARN. Différents types de cancer ont leur propre signature de microARN, ainsi la présence de cancers individuels dans les poumons, l'estomac, le pancréas, etc. peut être identifiée et traitée par ce qui promet d'être une nouvelle procédure de dépistage du cancer.
Patrick Doyle, professeur de génie chimique au MIT et chef de l'équipe de recherche, a déclaré:

"Bien que la mesure des niveaux de micro-ARN présente des avantages potentiels évidents, la détection de micro-ARN présente de nombreux défis. Il n’ya pas de norme d’or acceptée," déclare Doyle. "Tout le monde a son préféré."

La chasse au microARN

Le problème avec la plupart des méthodes de détection des microARN est que l'ARN doit être isolé du sang ou des tissus dans un processus de purification qui prend du temps et est coûteux. Doyle et ses collègues, y compris l’étudiant diplômé Stephen Chapin, ont souligné dans leur Angewandte Chemie Ce document, publié en janvier 2011, a utilisé avec succès des particules d'hydrogel d'une longueur d'environ 200 microns pour détecter plus facilement et plus efficacement les schémas de dysrégulation des microARN dans des échantillons prélevés chez quatre personnes atteintes d'un cancer.

Les hydrogels sont un type de réseau de chaînes polymères qui attirent l'eau et provoquent la fixation d'acides nucléiques. Les particules d'hydrogel sont ornées de millions de brins d'ADN identiques. Les brins sont complémentaires à une séquence cible de microARN spécifique. Ainsi, les micro-ARN présents dans un échantillon de sang seront attirés et attachés à l'ADN de la particule d'hydrogel.
Dans le prolongement de leur premier article, leur rapport plus récent dans la chimie analytique de ce mois montre le test des particules d'hydrogel, permettant d'identifier un patient atteint d'un cancer de la prostate.

En mélangeant les particules d'hydrogel avec un échantillon de sang, tout microARN présent se lie à son ADN respectif. Les brins d'ADN sur l'hydrogel contiennent une séquence courte qui se lie ensuite à une sonde fluorescente à la fin du test. Ils utilisent ensuite un scanner microfluidique personnalisé pour mesurer rapidement la fluorescence de chaque particule, révélant ainsi la quantité de microARN présente. Le scanner lit également un code-barres chimique imprimé sur chaque particule d'hydrogel, qui identifie le type de microARN détecté. L'ensemble du processus est terminé en moins de trois heures.
Le second article explique comment les chercheurs, en ajoutant plusieurs séquences de marqueurs d’ADN à chaque cible de micro-ARN, ont augmenté de 100 fois la sensibilité des particules de détection des micro-ARN hydrogels. (L'ADN se fixe aux sondes fluorescentes). Cela leur a permis de détecter aussi peu que 10 000 copies d'une séquence de microARN particulière dans des échantillons aussi petits que 25 microlitres.
En outre, cette nouvelle approche de Doyle au MIT est plus précise car différents brins de microARN ont des formes différentes qui affectent la facilité de liaison aux marqueurs de l'ADN. L'utilisation de marqueurs d'ADN mixtes permet d'éviter cette anomalie.
Doyle et ses collègues commencent maintenant à travailler avec des chercheurs médicaux pour étudier l'utilisation de la détection de microARN dans d'autres maladies telles que les maladies cardiaques et le VIH. Il a également formé une entreprise, Firefly Bioworks, avec un ancien étudiant diplômé, Daniel Pregibon. Firefly Bioworks autorisera la technologie du scanner sur mesure nécessaire pour détecter la fluorescence des hydrogels, dans le but de fournir une unité à usage commercial.
Écrit par Rupert Shepherd B.Sc.