Séquenceur de poche: vers une démocratisation des tests génétiques?

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Des scientifiques ont réussi pour la première fois à séquencer un génome humain en utilisant un séquenceur miniaturisé. Une révolution technologique dont la pertinence clinique reste encore à prouver.

Développé par l’entreprise Oxford Nanopore Technologies sous le nom de MinION, le petit appareil existe depuis quatre ans déjà, et est accessible aussi bien aux chercheurs qu’aux particuliers pour la somme de 1000 dollars. Jusque-là, le séquenceur n’avait été utilisé que pour séquencer le génome de plantes, de virus ou de bactéries. Le processus de séquençage du génome humain avec ce dispositif portable est désormais publié dans le journal scientifique Nature Biotechnologies.

Lectures longues

N’importe quel échantillon d’ADN peut en théorie être lu par le séquenceur, mais les chercheurs ont ici eu recours à une lignée cellulaire humaine produite à partir de cellules sanguines cultivées en laboratoire. Le principe est simple: de longs brins d’ADN sont extraits de ces cellules puis déposés dans un petit orifice à la surface de l’appareil, le «nanopore». Ce faisant, un signal électrique est émis, et c’est à partir de celui-ci que les chercheurs peuvent déterminer les séquences d’ADN précises. «L’avantage de ce séquenceur est de deux ordres. Sa portabilité qui le rend extrêmement pratique à utiliser, et les "lectures longues" de l’ADN qu’il permet d’obtenir», souligne Matthew Loose, professeur de médecine à l'Université de Nottingham (GB) et l’un des auteurs principaux de ces travaux.

A l’inverse, la plupart des techniques de séquençage du génome reposent aujourd’hui sur ce que les scientifiques appellent des «lectures courtes» de l’ADN. Les données génétiques générées dans ce cadre consistent en des millions de séquences d’ADN très courtes, de 50 à 150 nucléotides. Ces lectures courtes permettent d’obtenir un séquençage précis et de bonne qualité de régions bien spécifiques du génome. Problème: de nombreuses séquences d’ADN se répètent à travers tout le génome humain. Identifier celles qui sont importantes, et oùelles se trouvent, est un vrai casse-tête. «

C’est comme si on faisait un puzzle géant dans lequel les pièces se ressemblent toutes.

Avec les lectures courtes, on a tellement de mini-séquences d’ADN identiques qu’il est compliqué de savoir comment elles s’organisent», illustre le Pr Loose.

Les lectures longues permises par le séquenceur de poche réduisent cette difficulté et aident à visualiser des régions du génome jamais vues auparavant, comme celles qui se situent au bout des chromosomes, les télomères, dont la longueur pourrait jouer un rôle dans le cancer. Pouvoir les observer grâce au séquençage représente donc une avancée.

Une vraie utilité clinique?

Au-delà du tour de force technique et scientifique que ce dispositif représente, des questions sur son utilité clinique se posent: comment cet outil pourra être intégré à la pratique des médecins? Sa capacité à séquencer très rapidement les génomes de pathogènes rend le séquenceur de poche particulièrement attractif. Pendant l'épidémie d’Ebola, qui a touché l’Afrique de l’Ouest entre 2013 et 2016, il a été utilisé pour séquencer le virus chez les patients, reçus dans les centres de soins. Ce travail a permis de suivre les mutations du virus en temps réel, mais aussi d’affiner les tests diagnostiques et de mieux prévoir la réponse des patients aux traitements.

Les experts sont toutefois plus dubitatifs quant à la possibilité d’utiliser l’appareil pour démocratiser le séquençage d’ADN humain dans un futur proche. Mais l’obstacle majeur ne réside pas dans le dispositif. «Identifier les changements dans les séquences d’ADN qui font sens, qui sont pertinents pour le patient, voilà le plus grand défi que nous rencontrons aujourd’hui, quelle que soit la technologie utilisée.

Alors que le coût du séquençage génétique ne cesse de baisser, les techniques d’analyse des résultats n’ont pas suivi.

C’est à cela qu’il faut nous atteler si nous voulons que ces travaux fassent sens pour les patients», précise Clara Gaff, docteure en génétique moléculaire et directrice de la Melbourne Genomics Health Alliance, un groupement d’organisations dédiées à la recherche génétique.

Comprendre la pertinence clinique des milliers de mutations identifiées nécessitera une collaboration étroite entre les laboratoires. «Imaginez que le génome est un livre écrit en Russe. Nous sommes capables de lire les mots, les séquences d’ADN. Mais pour les traduire dans un langage que nous comprenons, nous ne disposons que d’un mauvais dictionnaire. Nous sommes capables d’identifier des mots que nous connaissions depuis longtemps, mais en l’absence d’un bon outil de référence pour nous guider dans la traduction, le reste est flou», illustre la généticienne. Le séquenceur de poche est une pierre supplémentaire à l’édifice du décodage du génome humain mais un long chemin reste à faire.

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