Démocratisation du séquençage de l’ARN grâce à la réduction des délais et du coût

Ces dix dernières années, le séquençage de l’ARN a gagné en popularité dans les tests génomiques et thérapeutiques. Il examine l’expression génique dans le génome complet et en assure une lecture complète et sans biais. Le séquençage de l’ARN nous aide à comprendre la biologie des êtres vivants. Néanmoins, il manque actuellement à cette méthode prometteuse une préparation à grande échelle et rentable des échantillons en vue du séquençage. Cela a empêché jusqu’à présent sa généralisation auprès des professionnels.

La technologie BRB-seq, pour une meilleure compréhension des processus biologiques

Pour surmonter le coût élevé de la préparation des échantillons, le Laboratory of Systems Biology and Genetics de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) et son spin-off Alithea Genomics ont mis au point la technologie « Bulk RNA Barcoding and sequencing » (BRB-seq). Elle permet aux chercheurs d’analyser l’expression génique des cellules, pour une meilleure compréhension de leur fonctionnement et de leur réponse à différentes conditions. La méthode s’appuie sur des codes-barres moléculaires appliqués en amont pour marquer les différents échantillons. Ceux-ci peuvent alors être traités ensemble pour un séquençage en bloc de l’ARN. Afin d’atteindre des débits moyens à élevés, les échantillons sont traités sur des plaques à 96 ou 384 puits, avant d’être collectés dans un tube unique.

Des systèmes simples et efficaces basés sur la plateforme Smart Lid du CSEM

Dans le cadre de projets Bridge et Innosuisse, Alithea Genomics et l’équipe « Tools for Life Sciences » du CSEM ont développé une technologie visant à automatiser la collecte dans un seul tube de tous les échantillons de la plaque multi puits. Leur solution, intitulée Microfluidic Pooling Lid, repose sur la plateforme Smart Lid du CSEM. Celle-ci intègre des canaux microfluidiques et peut gérer différents formats de plaques multi puits standard. Connecté par une pompe à une plateforme autonome, le couvercle procède à l’extraction sous vide des liquides pour les transférer des puits vers un seul tube. Cette approche permet le traitement potentiel instantané de centaines, voire de milliers de puits. Le design final peut regrouper plus de 90 % du contenu de quatre plaques à 96 puits en moins de deux minutes.

Grâce à sa nature compacte et à son fort potentiel de montée en charge, ce système simple mais efficace est idéal pour les entreprises disposant d’une place limitée. Le système à débit moyen utilise du matériel de laboratoire jetable et a été testé en configuration à empilement, ce qui accroît la quantité d’ARN traitée dans le même laps de temps et avec le même encombrement. Ce système a été validé pour le traitement du séquençage de l’ARN par l’EPFL et ses performances sont identiques à celles du traitement manuel, tout en étant plus rapide.

« Le kit d’application de codes-barres facile d’utilisation et le pooling simple de tous les échantillons réduisent significativement le coût du séquençage de l’ARN par échantillon. Nous estimons que ces technologies atteindront le marché ciblé au cours des cinq prochaines années et qu’elles permettront le traitement big data de l’ARN pour la découverte de médicaments », souligne Stéphanie Boder-Pasche, Senior Project Manager au CSEM.

Une plus grande efficacité du travail de criblage de médicaments et d’analyses des bio banques

« Le besoin du marché en matière de technologie de pooling augmentera avec l’adoption de la technologie BRB-seq par l’industrie pharmaceutique et la R&D », explique Dr. Riccardo Dainese, CEO d’Alithea Genomics. « Notre méthode BRB-seq brevetée réduit significativement les coûts tout en boostant le débit du séquençage de l’ARN. La technologie permet d’accomplir des tâches auparavant impossibles du fait de leur coût et des contraintes des laboratoires. »

Les applications, de l’analyse de cellules individuelles aux diagnostics

L’évaluation de l’activité génique dans les échantillons biologiques, notamment l’analyse du transcriptome, mais aussi le profilage de l’expression génique, l’identification de nouveaux transcrits et les mutations dans la recherche sur le cancer, entre autres, recèlent un potentiel considérable pour la découverte et le développement de nouveaux médicaments et diagnostics. « Cette collaboration nous a permis d’apporter notre contribution au domaine de la génomique haut débit et de faire avancer davantage notre technologie Smart Lid. La diversité des formats et fonctions de couvercles intelligents en fait une technologie adaptée aux sciences de la vie », complète Gilles Weder, Co-Head Research & Business Development Life Science Technologies au CSEM. « Ce savoir-faire, allié à notre expertise de l’IA pour les sciences de la vie et à l’ingénierie des biosystèmes à l’espace Switzerland Innovation Park Basel d’Allschwil, nous permet de fournir des solutions interdisciplinaires pour les applications des sciences de la vie. »

 Note : Alors que le séquençage de l’ADN étudie le patrimoine génétique (génomique), le séquençage de l’ARN permet d'étudier la façon dont nos gènes sont exprimés dans nos cellules (transcriptomique). Les gènes sont comme des instructions pour notre corps, qui sont transmises par l'ARN. En analysant le profil ARN d'une cellule, il est possible de détecter les gènes actifs. Ces informations peuvent être utilisées pour mieux comprendre les maladies et mettre au point de nouveaux traitements.

À propos d’Alithea Genomics

Créée en 2020, Alithea Genomics SA est une société en plein essor dans le domaine des services, kits et solutions bio-informatiques pour le séquençage à haut débit de l’ARN. Les produits d’Alithea sont idéaux pour les études du transcriptome, notamment l’identification de biomarqueurs, le développement d’anticorps et le criblage de médicaments. Outre son application à la santé humaine, la technologie BRB-seq peut facilement servir à modéliser des organismes, plantes et modèles in-vitro. Alithea Genomics est une entreprise à capitaux privés établie à Lausanne (Suisse) et envoie ses kits directement dans le monde entier.