Diagnostic prénatal non-invasif de la trisomie 21 basé sur l'analyse génétique en gouttes de cellules fétales circulantes. – KaryoDrop

La trisomie 21 est l'aberration chromosomique la plus courante qui provoque une anomalie congénitale. Des dépistages de plus en plus sensibles à partir du sang maternel permettent d’évaluer le risque de trisomie 21, mais ces tests sont très onéreux, et le diagnostic final repose sur des techniques invasives, qui comportent des risques importants de complications. Notre objectif est de développer un dépistage prénatal rapide et peu coûteux, non invasif. Nous utiliserons une technologie validée (ISET) pour isoler des cellules fœtales circulantes rares en fonction de leur taille à partir du sang maternel. Ces cellules seront alors encapsulées dans des gouttelettes microfluidiques et, grâce à une détection fluorescente basée sur une amplification isotherme, nous dénombrerons les chromosomes 21 pour chaque cellule. En couplant l'enrichissement de cellules rares et l'analyse digitale de leur contenu chromosomique, nous obtiendrons une caractérisation simple et fiable de l'aneuploïdie fœtale.

Les cellules trophoblastiques fœtales circulantes sont extrêmement rares (quelques-unes par ml de sang), et ne présentent aucun marqueur de surface spécifique connu. Le déploiement des tests basés sur les cellules fœtales circulantes est encore entravé par l'incapacité des techniques d'enrichissement actuelles à récupérer des populations très pures de cellules fœtales. En effet, la qualité du diagnostic est directement liée à la capacité de compter deux ou trois chromosomes 21 par cellule, mais aussi au nombre total de cellules fœtales isolées et identifiées. Nous allons dans ce projet surmonter tous les obstacles techniques qui limitent l'utilisation des tests basés sur les cellules fœtales circulantes en clinique. L'isolement des trophoblastes circulant par ISET est efficace et rapide, permettant d'en récupérer 30 à 50 à partir de 10 ml de sang maternel, au milieu de quelques milliers de cellules maternelles. Les cellules enrichies seront compartimentées individuellement dans des gouttelettes d'un volume de quelques dizaines de picolitres à l'aide d'une puce microfluidique, formant un réseau de gouttelettes bidimensionnel qui peut être analysé par microscopie à fluorescence, permettant une analyse massivement parallèle au niveau de la cellule unique. Dans chaque gouttelette, les cellules trophoblastiques seront identifiées sur la base de marqueurs phénotypiques (par exemple, la taille) et de marqueurs génétiques (par exemple, la présence du chromosome Y pour les fœtus mâles). Les marqueurs génétiques seront identifiés et les chromosomes (y compris le chromosome 21) seront comptés à l'aide d'une amplification circulaire linéaire et isotherme de l’ADN.

Au cours de la période de ce financement, nous espérons démontrer la faisabilité de deux produits majeurs. Premièrement, l'ISET, qui a été développé et commercialisé pour des applications en oncologie, sera adapté et optimisé pour les besoins spécifiques du projet, notamment la récupération des cellules du filtre. Ensuite, une puce microfluidique et un kit de réactifs seront mis au point pour identifier les cellules fœtales et dénombrer leurs chromosomes en une seule étape. Une fois toutes les technologies intégrées, le Karyodrop sera utilisé dans le cadre d'un essai clinique pour tester son efficacité et le comparer aux technologies existantes telles que le dépistage de l'ADN fœtal libre circulant et le caryotypage fœtal. Comme le système KaryoDrop est basé sur la combinaison et l'adaptation de technologies éprouvées de manière innovante, nous nous attendons à ce qu'il soit rapidement mis sur le marché pour le dépistage de la trisomie 21, et sa nature flexible lui permettra d'être adapté pour développer des outils de diagnostic pour un large éventail d'autres maladies génétiques.