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L’examen biologique des caractéristiques génétiques des tumeurs cancéreuses est un acte médical qui fait partie du bilan diagnostique des patients. Cela est vrai pour les tumeurs solides (cancer du sein, de la prostate, du poumon, etc.) et s’applique aussi aux leucémies et aux lymphomes. De fait, la connaissance de caractéristiques génétiques de chaque cancer est indispensable pour décider du meilleur traitement qui pourra être proposé au patient. Le plus souvent l’examen génétique est ciblé sur des gènes connus et vise à identifier les mutations à l’origine du cancer. Pour cela il faut un prélèvement de la tumeur et des méthodes de biologie moléculaire qui permettent d’identifier les mutations.

La réaction de polymérisation en chaine ou PCR est une méthode générique de biologie moléculaire qui permet d’amplifier les régions d’intérêt des gènes où se trouvent les mutations. Différents formats de PCR sont maintenant utilisés dans les laboratoires de génétique. La PCR en point final est le format historique qui a été mise au point en 1989. Elle permet de multiplier à l’identique les régions d’intérêt des gènes, ce qui permet ensuite de les séquencer pour vérifier la présence ou l’absence de mutations. La PCR en temps réel est apparue en 1995 elle permet de quantifier les mutations. Plus récemment, la PCR digitale a été proposée pour réaliser à la fois la détection et la quantification des mutations. C’est une méthode extrêmement sensible qui permet aussi de détecter ou de quantifier des mutations quand les cellules cancéreuses qui les portent sont peu abondantes.

La PCR digitale correspond en fait à une PCR point final qui est réalisée à partir d’un échantillon d’ADN qui a été au préalable partitionné – c’est-à-dire divisé en plusieurs parties - en un grand nombre de petits échantillons. C’est le cas de la PCR digitale en gouttelettes pour laquelle l’échantillon à amplifier est émulsionné dans une huile minérale. Ainsi l’échantillon est-il subdivisé en plusieurs milliers de gouttelettes en suspension dans l’huile avant d’être soumis à la réaction d’amplification par PCR. Une fois l’amplification terminée, il suffit de compter les gouttelettes dans lesquelles une amplification s’est produite pour savoir si une mutation était présente dans l’échantillon considéré, et en quelle abondance. Le fait est que des automates de PCR digitale sont maintenant disponibles pour examiner de façon automatique un grand nombre d’échantillons. C’est le cas de la plateforme de PCR digitale en gouttelettes dénommée « QX200 droplet digital PCR », commercialisée par BIORAD. Le QX200 ddPCR est constitué d’un premier module qui sert à émulsionner les échantillons à amplifier (Droplet generator), d’un second qui sert à l’amplification par PCR (Thermocycler C1000) et d’un troisième qui sert à analyser une à une les gouttelettes constitutives de l’émulsion (Droplet Reader).(Figure 1)

Figure 1.  Principaux élément de la plateforme QX200 droplet digital PCR, BIORAD.

Le laboratoire d’hématologie moléculaire de l’hôpital Saint-Louis a été créé en 1988 pour réaliser le diagnostic génétique des leucémies et des lymphomes. En 2020, le nouveau challenge que le laboratoire  doit remporter est la détection et la quantification des mutations peu abondantes. Ces mutations sont parfois présentes au moment du diagnostic d’une leucémie et leur détection est importante parce qu’elles sont à l’origine des rechutes. Savoir que des mutations même peu abondantes sont présentes chez un patient porteur d’une leucémie devrait permettre de proposer des traitements mieux adaptés car capable de prévenir une rechute probable. Au cours du traitement, les cellules cancéreuses sont censées disparaitre avec les mutations qui les caractérisent. De fait, la vitesse de disparition de ces cellules est un paramètre important pour apprécier l’efficacité d’un traitement. Les traitements anti-leucémiques modernes étant de plus en plus efficaces il devient important de pouvoir détecter et quantifier avec précision les mutations, même quand elles sont devenues peu abondantes du fait de la mise en œuvre du traitement.

 C’est principalement pour répondre à ce nouveau besoin médical que le laboratoire d’hématologie moléculaire de l’hôpital Saint-Louis souhaite acquérir la plateforme QX200 Droplet digital PCR. Ainsi il deviendra possible d’accéder aux mutations peu abondantes qu’il est nécessaire d’identifier ou quantifier pour être en mesure de proposer des traitements plus efficaces pour guérir les patients porteurs d’une leucémie ou d’un lymphome.