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Machine de test génétique pour les médecins
Un instrument de bureau récemment approuvé par la Food and Drug Administration des États-Unis pourrait enfin amener les tests pharmacogénomiques - l'utilisation des informations génétiques d'un patient pour les décisions de prescription de médicaments - au grand public. L'appareil, fabriqué par Nanosphère , une startup basée à Northbrook, IL, peut, en quelques heures, détecter des variations génétiques dans le sang qui modulent l'efficacité de certains médicaments. Baptisée Verigene, la technologie utilise une combinaison de microfluidique et de nanotechnologie, logée dans une seule cartouche en plastique, pour extraire l'ADN d'un échantillon de sang, puis le cribler pour les séquences pertinentes.
Tests simples : Cette cartouche jetable permet de détecter des variations génétiques à partir d'échantillons de sang. Les cercles qui tapissent le haut et le bas sont chargés de réactifs pour différentes réactions chimiques. L'ADN est isolé des globules blancs et capturé sur une lame de verre à l'intérieur de la cartouche.
Nous pensons que l'avantage de notre système est que ce format de cartouche simple peut être utilisé dans n'importe quel hôpital, même dans un cabinet médical, explique William Moffitt, directeur général de Nanosphere. Nous déplaçons les tests complexes jusqu'aux soins des patients. Moffitt affirme que Verigene est le premier produit microfluidique basé sur la nanotechnologie capable d'analyser l'ADN directement à partir d'un échantillon de sang.
Les gens peuvent réagir très différemment aux médicaments, en partie grâce aux variations génétiques courantes des enzymes qui métabolisent certains des composés les plus prescrits, tels que les médicaments pour le cœur, les analgésiques et les antidépresseurs. Alors que les médecins ont largement adopté les tests pharmacogénomiques pour prescrire certains médicaments anticancéreux, ces tests n'ont pas encore pris racine pour de nombreux autres médicaments dont l'efficacité est modulée par la génétique, y compris ceux pour le VIH, le contrôle de la douleur et l'épilepsie. La technologie nécessaire pour détecter ces variations chez les patients est disponible depuis des années, mais le processus est souvent long et coûteux. Les médecins doivent généralement envoyer des échantillons de salive ou de sang des patients à un laboratoire central, où l'ADN est isolé, amplifié et analysé. Ce processus peut prendre des jours ou des semaines.
Dans certains cas, peu importe si cela prend une semaine pour obtenir un résultat. Mais dans certains cas, nous aimerions avoir les informations nécessaires pour choisir un médicament lors de la visite au cabinet, lorsque le patient est là, dit Howard McLeod , directeur de l'Institut de pharmacogénomique et de thérapie individualisée de l'Université de Caroline du Nord, Chapel Hill. De cette façon, nous pouvons dire que ce médicament est celui qui, selon votre ADN, sera probablement bénéfique.
L'anticoagulant warfarine, par exemple, est fréquemment prescrit pour prévenir les caillots sanguins. Mais les gens métabolisent le médicament différemment, ce qui signifie que les patients doivent être soigneusement surveillés pour s'assurer qu'ils ne souffrent pas de saignements dangereux. La FDA a modifié l'étiquette du médicament en 2007 pour noter que deux variations génétiques spécifiques affectent la sensibilité d'un patient au médicament, mais les tests génétiques à grande échelle n'ont pas encore fait leur chemin. Actuellement, les tests de génotypage disponibles pour la pharmacogénomique de la warfarine nécessitent l'isolement de l'ADN du sang et des tests dans un laboratoire de diagnostic moléculaire certifié pour les tests de haute complexité, dit Karen Weck , directeur du laboratoire de génétique moléculaire à l'Université de Caroline du Nord, Chapel Hill.
Nanosphere développe un test capable de détecter ces variations dans des échantillons de sang en une heure ou deux. Le sang d'un patient est injecté dans une cartouche jetable, qui contient une lame de verre parsemée d'ADN. Le cadre en plastique abrite également un système de chambres microfluidiques contenant les réactifs pour un certain nombre de réactions chimiques. Lorsque la cartouche est insérée dans l'instrument Verigene, les valves mécaniques et la pression d'air mélangent les réactifs dans différentes chambres, déclenchant une série de réactions.
Les billes magnétiques extraient d'abord les globules blancs, qui sont éclatés en utilisant l'énergie sonique, libérant des fragments d'ADN. Tout sauf l'ADN est ensuite emporté et une solution de ces fragments d'ADN s'écoule sur la lame de verre. L'ADN cible se lie aux points sur la lame qui ont été imprimés avec des séquences d'ADN complémentaires à celles de la séquence cible. Des nanoparticules d'or, d'environ 13 nanomètres de diamètre, se fixent ensuite à l'autre extrémité des fragments d'ADN capturés, prenant en sandwich la cible. Chaque nanoparticule d'or est recouverte d'argent, augmentant le diamètre à un demi-micron, ce qui lui permet d'être facilement détectée lorsqu'elle est frappée par la lumière.
Si cela fonctionne, cela pourrait être un moyen pratique pour les médecins et les cliniques de coagulation d'incorporer des informations pharmacogénomiques dans le dosage de la warfarine, explique Weck. Cependant, ajoute-t-elle, la précision du test doit être soigneusement comparée à des tests moléculaires plus traditionnels avant qu'il ne soit largement utilisé. Nanosphere a déjà obtenu l'approbation de la FDA pour un test de warfarine utilisé dans une ancienne version de son système et prévoit de déposer une demande d'approbation réglementaire pour son nouveau test l'année prochaine.
La société développe également un test de pharmacogénomique à utiliser avec le médicament anticoagulant Plavix, qui est prescrit aux personnes recevant des stents cardiaques. Le médicament doit être métabolisé sous sa forme active, et les scientifiques ont récemment découvert qu'environ 30 pour cent des Caucasiens ont une variante qui fonctionne mal de l'enzyme qui métabolise le médicament et sont donc moins susceptibles d'en bénéficier. Bien qu'il soit actuellement possible d'identifier ces patients grâce à des tests par correspondance, nous voulons connaître la réponse avant que le patient ne rentre chez lui, dit Marc sabatine , cardiologue au Brigham and Women's Hospital de Boston.
L'appareil de Nanosphere est l'une des nombreuses technologies microfluidiques en cours de développement pour ce que l'on appelle les tests génétiques au point de service, des diagnostics qui peuvent être effectués à l'hôpital ou au cabinet du médecin pendant que le patient s'y trouve. Verigene, qui a été approuvé par la FDA en octobre, peut être livré avec différents modules, allant de 40 000 $ à 80 000 $, conçus pour différents types de tests.
Vous pourriez avoir une version de notre système dans un laboratoire de diagnostic moléculaire exécutant des tests génétiques, comme ceux pour la mucoviscidose et la warfarine, ou dans un laboratoire de microbiologie exécutant des tests de virus, ou dans un laboratoire statistique pour les tests d'urgence exécutant, comme le test de troponine cardiaque, un biomarqueur pour diagnostiquer une crise cardiaque et des tests pharmacogénomiques pour [le métabolisme de Plavix], explique Moffitt. Le système Verigene peut également détecter les virus respiratoires, comme la grippe H1N1. Au cours du mois dernier, la société a installé les systèmes dans des centres médicaux allant des hôpitaux communautaires typiques aux grands hôpitaux de recherche universitaires.
Les chercheurs espèrent que la disponibilité de ce type de test permettra la découverte de nouvelles applications dans les tests pharmacogénomiques. Il existe également des médicaments que nous utilisons dans [les unités de soins intensifs] qui bénéficieraient d'une thérapie guidée par la génétique, mais en raison de l'absence de technologie [pour des tests pharmacogénomiques rapides], personne n'essaye vraiment, dit McLeod.