image: The research team took advantage of the ability of certain DNA sequences to form a triple helix, in order to develop a DNA clamp. This nanometer-scale clamp recognizes and binds DNA sequences more strongly and more specifically, allowing the development of more effective diagnostic. Professor Alexis Vallée-Bélisle, Department of Chemistry, Université de Montréal worked with the researcher Andrea Idili and Professor Francesco Ricci of the University of Rome Tor Vergata, and Professor Kevin W. Plaxco, University of California Santa Barbara, to develop this diagnostic nanomachine. view more
Credit: Marco Tripodi
Ce communiqué est disponible en anglais.
MONTREAL, LE 19 DÉCEMBRE 2013 - Dans le cadre d'un projet de recherche international, une équipe de chercheurs a mis au point une pince d'ADN qui permet de détecter les mutations au niveau de l'ADN avec beaucoup plus d'efficacité que les méthodes actuellement en usage. Leurs travaux pourraient grandement faciliter le dépistage rapide de plusieurs maladies ayant une base génétique, comme le cancer, et fournir de nouveaux outils permettant plusieurs avancées en nanotechnologies. Les résultats de ce projet de recherche ont été publiés ce mois-ci dans le Journal of the ACS Nano.
Vers une nouvelle génération de tests de dépistage
Un nombre croissant de mutations génétiques sont identifiées comme étant des facteurs de risques pour le développement de cancers ainsi que de nombreuses autres maladies. Plusieurs groupes de recherches tentent ainsi de mettre au point des méthodes de dépistage rapides et peu dispendieuses pour la détection de ces mutations. « Les résultats de notre étude ont une très grande implication dans le domaine diagnostique et thérapeutique, souligne de prime abord le professeur Francesco Ricci, car ces pinces d'ADN peuvent être adaptées pour fournir un signal fluorescent en présence d'une séquence d'ADN possédant une mutation à haut risque pour un type de cancer par exemple. L'avantage de notre pince fluorescence, par rapport aux autres méthodes de détection, est qu'elle permet de distinguer entre l'ADN mutant ou non mutant avec beaucoup plus d'efficacité. Cette information est déterminante car elle permet d'informer un patient de quel(s) cancer(s) il est menacé ou atteint.»
« La nature est sans cesse une source d'inspiration pour le développement de technologies, ajoute le professeur Alexis Vallée-Bélisle. Par exemple, en plus d'avoir révolutionné notre compréhension du vivant, la découverte en 1953 de la double hélice d'ADN par Watson, Crick et Franklin a également inspiré le développement de nombreux tests diagnostiques qui utilisent la forte affinité entre deux brins d'ADN complémentaires pour détecter des mutations.»
«Toutefois, il est aussi connu que l'ADN peut adopter de nombreuses autres architectures, comme une triple hélice qui est obtenue pour des séquences d'ADN riches en résidus purines (A, G) ou pyrimidines (T,C), poursuit le chercheur Andrea Idili, premier auteur de cette étude. Inspiré par ces triples hélices naturelles, nous avons ainsi mis au point une pince à base d'ADN qui permet de former une triple hélice avec une spécificité qui est dix fois plus grande que ce que permet la double hélice. »
« Outre les applications évidentes en diagnostique de maladies génétiques, je crois que ces travaux ouvriront la voie à d'importantes applications liées à la conception de nanostructures et de nanomachines à base d'ADN, résume le professeur Kevin Plaxco de l'Université de Californie à Santa Barbara. Ces nanomachines d'ADN laissent entrevoir des méthodes révolutionnaires pour administrer des médicaments ciblés contre le cancer. Cela aura sans doute un impact majeur sur la santé mondiale dans un futur prochain. »
« La prochaine étape est de tester la pince sur des échantillons humains et, si c'est concluant, le processus de commercialisation pourra être enclenché », de conclure le professeur Vallée-Bélisle.
Références sur l'étude
Ces travaux de recherche ont été financés par l'Italian Ministry of University and Research (MIUR), par le Conseil de recherches en science naturelles et en génie du Canada, par le programme Grand Challenges Explorations de la Fondation Bill & Melinda Gates, par le projet Marie Curie Actions de la Commission Européenne, par les U.S. National Institutes of Health.
L'article Thermodynamic Basis for Engineering High-Affinity, High-Specificity Binding-Induced DNA Clamp Nanoswitches. a été pré-publié sur le site Web du Journal of the ACS Nano.
Journal
ACS Nano