Une nouvelle génération de puces à ARN

Une puce à base d'ADN est une technologie utilisée pour mesurer simultanément l'expression de milliers de gènes en analysant les brins d'ARN dans un échantillon biologique. Elles permettent de mieux comprendre comment les brins d'ARN réagissent à des stimuli ou de comparer l'expression des gènes entre différents échantillons, entre tissus sains et tissus tumoraux par exemple. 

Comme la puce à ADN, la puce à ARN est constituée d’un support (souvent en verre ou en plastique) sur lequel sont fixées des séquences d'ARN spécifiques, conçues pour être complémentaires à des séquences d'ARN cibles dans les échantillons biologiques que l’on souhaite analyser. La synthèse de l'ARN est réalisée in situ sur la surface de la puce et s’inspire des synthèses classiques en phase solide. Elle consiste à assembler des blocs de construction à base de ribonucléosides dits « phosphoramidites », pour former directement des brins d’ARN sur la surface de la puce. Cependant, elle se heurte à des défis techniques liés à l'instabilité de l'ARN et la lenteur de la synthèse.

Dans le cadre d’une collaboration internationale et interdisciplinaire alliant expertises en chimie des acides nucléiques et en nanotechnologies, des scientifiques de l’Institut des biomolécules Max Mousseron (CNRS/Université de Montpellier) et de l’Institut de chimie inorganique à Vienne ont développé de nouveaux blocs de construction pour améliorer la synthèse d’ARN sur puces par photolithographie. Ils ont utilisé des blocs de ribonucléosides phosphoramidites inédits qu’ils ont protégé par greffage de groupements spécifiques*. L’utilisation de ces protections a permis de réduire considérablement le temps d’assemblage des blocs pour former les brins d’ARN et d’augmenter la stabilité de la puce. Des bibliothèques de séquences d’ARN dont la synthèse pouvait prendre plus de six heures peuvent désormais être préparées en deux fois moins de temps.

Cette optimisation de la synthèse de puces à ARN par photolithographie représente une avancée technologique significative en terme de qualité, efficacité et rapidité. Cette méthode permettra la synthèse de bibliothèques d'oligonucléotides ARN longs (>100 nucléotides) et complexes sur des puces à haute densité pour le séquençage direct de l'ARN, permettant d’identifier des biomarqueurs potentiels pour des maladies ou pour des réponses thérapeutiques.

* Ces blocs sont protégés en 2’OH par un groupe acetalester (propionyloxyméthyle, PrOM), et en 5’OH par un dérivé thiophényle du nitrophénylpropyloxycarbonyle (SPhNPPOC).

Rédacteur : CCdM