Une technologie capable de lire, en une dizaine de minutes, des signaux moléculaires associés aux maladies cardiovasculaires à partir d’une seule goutte de plasma vient d’être mise au point. Jusqu’ici, il fallait d’abord isoler séparément les microparticules présentes dans le sang, puis en extraire à nouveau le matériel génétique ; la nouvelle technique raccourcit nettement ce processus.
Une équipe conjointe menée par le Pr Lee Jun-yeop, du service d’ophtalmologie du Seoul Asan Medical Center, et le Pr Hong Sun-gi, du département de chimie et de physique du Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST), a annoncé le 18 avoir développé une plateforme de diagnostic, baptisée « SAFE », permettant d’analyser rapidement les microARN (miARN) présents dans le plasma.
Les résultats ont été publiés dans la revue internationale 〈Small〉, spécialisée en nanosciences et biomatériaux, et ont également été sélectionnés comme article de couverture.
De petits « sachets » dans le sang renferment des signaux de maladie
Les cellules de notre organisme libèrent dans le sang des particules minuscules, semblables à de petits sachets. On les appelle « vésicules extracellulaires ».
Ces petits sachets contiennent notamment des protéines et du matériel génétique. Lorsqu’une maladie apparaît, leur contenu peut aussi se modifier. Lire ces changements permet de repérer des indices liés à une pathologie.
L’équipe s’est intéressée aux « microARN » présents dans les vésicules extracellulaires. Les microARN sont de petits éléments génétiques qui régulent diverses fonctions cellulaires. Leur type et leur quantité peuvent varier selon les maladies, ce qui en fait un outil utilisé dans des recherches visant à identifier des indices de nombreuses pathologies.
Jusqu’à présent, pour lire ces signaux moléculaires, il fallait d’abord isoler les vésicules extracellulaires à partir du sang, puis en extraire à nouveau l’ARN. Comme cela implique plusieurs étapes, l’opération prend du temps et nécessite aussi des équipements spécialisés.
SAFE, développé par l’équipe, raccourcit nettement ce processus. La méthode consiste à introduire directement, à l’intérieur des vésicules extracellulaires, une substance de test conçue pour émettre de la lumière lorsqu’elle rencontre le microARN cible.
En fusionnant, à l’aide d’ultrasons, de petits sachets contenant la substance de test avec les vésicules extracellulaires, il devient possible de vérifier les microARN internes sans isoler séparément les vésicules extracellulaires ni en extraire l’ARN. Le temps d’analyse a ainsi été ramené à environ 10 minutes.
Analyse de 20 patients cardiovasculaires… 91,4 % de précision
L’équipe a testé les performances de SAFE sur le plasma de 35 personnes au total : 20 patients atteints de maladies cardiovasculaires et 15 personnes en bonne santé. L’analyse a porté sur deux types de microARN, « miR-133a » et « miR-208a », deux molécules étudiées de longue date en lien avec les lésions du muscle cardiaque.
Résultat : SAFE a distingué les patients atteints de maladies cardiovasculaires et les personnes en bonne santé avec une précision de 91,4 % en s’appuyant sur ces deux microARN. Ici, les 10 minutes ne correspondent pas au temps nécessaire pour confirmer un diagnostic de maladie cardiovasculaire, mais au temps requis pour détecter et analyser des microARN spécifiques dans le plasma.
Cette étude constitue une première étape de validation, menée sur 20 patients et 15 personnes en bonne santé. Pour une utilisation en pratique clinique, il faudra confirmer les performances sur un plus grand nombre de patients. Il faudra aussi évaluer, par comparaison avec l’électrocardiogramme ou les analyses sanguines existantes, dans quelle mesure et pour quels patients l’outil peut être utile.
Un processus d’analyse complexe simplifié… une possible utilisation aux urgences
Le résultat le plus marquant de cette étude tient à la simplification d’un processus d’analyse moléculaire jusque-là complexe.
Actuellement, lorsqu’un infarctus du myocarde est suspecté, les médecins se fondent sur un ensemble d’éléments : symptômes, électrocardiogramme, et analyses sanguines de troponine permettant de vérifier une atteinte du muscle cardiaque. SAFE, après des validations supplémentaires, pourrait aussi servir à compléter les examens existants dans des lieux où une décision rapide est nécessaire, comme les services d’urgences.
En modifiant les microARN à analyser, la plateforme pourrait également être appliquée à la recherche sur d’autres maladies. L’équipe estime pouvoir élargir ses travaux à des domaines tels que le cancer, les maladies neurodégénératives ou encore les pathologies ophtalmologiques.
« Nous avons développé une technologie permettant de réaliser en seulement 10 minutes une analyse des vésicules extracellulaires qui était complexe », a déclaré le Pr Lee Jun-yeop. « À l’avenir, nous espérons qu’elle aidera, en situation réelle de soins, à diagnostiquer rapidement et précisément la maladie d’un patient et à décider du traitement. »
Le Pr Hong Sun-gi a souligné : « L’avantage de SAFE est de pouvoir analyser directement les microARN dans le plasma, sans isoler les vésicules extracellulaires ni extraire l’ARN. » Il a ajouté : « Nous élargirons la validation à diverses maladies et à différents patients afin d’en faire une technologie de diagnostic utilisable dans la pratique médicale. »
