Plateformes automatisées d’extraction d’acides nucléiques

L’extraction des acides nucléiques est la première étape dans de nombreuses applications cliniques et de recherche.1 Des systèmes multiplex à haut débit ont été introduits pour le génotypage, l’expression génique et le profilage épigénétique qui nécessitent l’extraction de nombreux échantillons d’acide nucléique comme matière de départ. Les résultats obtenus à l’aide de ces approches ont de vastes implications, tant pour la recherche fondamentale que pour le diagnostic et le suivi des cas cliniques.

Les procédures manuelles d’extraction des acides nucléiques sont bien établies, mais elles exigent beaucoup de temps et d’efforts.2 C’est pourquoi il est urgent de mettre au point des méthodes optimisées d’extraction, à partir d’échantillons qui exigent moins d’efforts et de temps de la part du personnel de laboratoire. Les plateformes d’extraction automatisées d’acides nucléiques ont connu un développement rapide et représentent une alternative aux méthodes d’extraction manuelles3,4,5.

Normes de qualité pour les plateformes d’extraction automatisées

Tout au long du processus de développement, les plateformes d’extraction automatisées sont rigoureusement testées pour la linéarité et la fiabilité de l’extraction.3,4,5 De plus, leur rendement d’extraction est quantifié et comparé au rendement des procédures d’extraction manuelles. La pureté des acides nucléiques extraits, qui est nécessaire pour assurer leur bon fonctionnement dans les applications en aval, est également testée.2

Avancées dans le développement de plateformes d’extraction automatisées

La mise en place de systèmes automatisés d’extraction d’acide nucléique, de systèmes de manipulation des liquides et de puces microfluidiques a permis d’effectuer des recherches avancées sur l’extraction d’acide nucléique et d’en tirer des applications cliniques.

Systèmes automatisés d’extraction d’acide nucléique

Plusieurs systèmes automatisés d’extraction d’acide nucléique basés principalement sur des méthodes de billes en phase solide ou magnétique ont été mis au point.1,3,4,5 Les principaux avantages des systèmes d’extraction automatisés introduits dans la pratique comprennent la vitesse d’extraction et la possibilité de traiter de grands lots d’échantillons simultanément. Toutefois, des compromis par rapport aux systèmes manuels pourraient poser problèmes, tant au niveau de la pureté de l’acide nucléique que du temps nécessaire pour mettre en place le système d’extraction et les échantillons6.

Systèmes automatisés de manutention des liquides

La manipulation des liquides est un aspect difficile du processus d’extraction de l’acide nucléique2. Par conséquent, des systèmes automatisés de manipulation des liquides ont également été mis au point et systématiquement mis en œuvre dans les laboratoires de recherche et les laboratoires cliniques. Ces robots de manipulation de liquides distribuent des volumes précis de réactifs ou d’échantillons et permettent la manipulation simultanée de multiples échantillons et leur traitement rapide. Les lecteurs de codes-barres sont un élément important de ces systèmes puisqu’ils assurent la traçabilité des échantillons. Dans l’ensemble, les systèmes automatisés de manutention des liquides facilitent l’automatisation de différentes procédures de laboratoire, y compris l’extraction d’acides nucléiques1.

Puces microfluidiques

L’extraction d’acide nucléique nécessite généralement de l’équipement spécialisé, des installations spécifiques et du personnel formé, qui peuvent ne pas être facilement disponibles à certains endroits. Cependant, la vitesse à laquelle l’extraction d’acides nucléiques ainsi que les applications en aval peuvent être effectuées est importante, en particulier pour l’analyse d’échantillons cliniques. Le développement de plateformes au point de service permet d’effectuer l’extraction d’acides nucléiques et les applications en aval sans avoir besoin d’installations spécialisées et à l’endroit où les décisions cliniques sont prises. Comme étape dans cette direction, des puces microfluidiques qui sont basées sur l’extraction en phase solide et qui contiennent tous les réactifs nécessaires sur les chambres intérieures ont été introduites1. Toutefois, elles ne satisfont toujours pas aux exigences d’une méthode d’extraction au point de service, d’autant plus que les procédures actuelles de préparation des échantillons ne sont pas adaptées à l’environnement au point de service1.

Tendances dans le développement de plateformes d’extraction automatisées

Les plateformes automatisées d’extraction d’acides nucléiques ont trouvé de vastes applications dans les laboratoires de recherche et les cliniques. Les orientations futures dans leur développement incluent la miniaturisation des dispositifs et la simplification de leur manipulation. De plus, le développement de systèmes d’extraction pouvant être utilisés comme dispositifs au point de service présente un intérêt particulier en raison de leurs implications cliniques importantes, en particulier dans les contextes où les ressources sont limitées.

 

 

 

Sources:

  1. Ali N, Rampazzo RCP, Costa ADT, Krieger MA. Current nucleic acid extraction methods and their implications to point-of-care diagnostics. Biomed Res Int. 2017;2017:9306564.
  2. Tan SC, Yiap BC. DNA, RNA, and protein extraction: the past and the present. J Biomed Biotechnol. 2009;2009:574398. doi: 10.1155/2009/574398. Erratum in: J Biomed Biotechnol. 2013;2013:628968.
  3. Verheyen J, Kaiser R, Bozic M, Timmen-Wego M, Maier BK, Kessler HH. Extraction of viral nucleic acids: comparison of five automated nucleic acid extraction platforms. J Clin Virol. 2012;54(3):255-259.
  4. Perandin F, Pollara PC, Gargiulo F, Bonfanti C, Manca N. Performance evaluation of the automated NucliSens easyMAG nucleic acid extraction platform in comparison with QIAamp Mini kit from clinical specimens. Diagn Microbiol Infect Dis. 2009;64(2):158-165.
  5. Lewandowski K, Bell A, Miles R, Carne S, Wooldridge D, Manso C, Hennessy N, Bailey D, Pullan ST, Gharbia S, Vipond R. The effect of nucleic acid extraction platforms and sample storage on the integrity of viral RNA for use in whole genome sequencing. J Mol Diagn. 2017;19(2):303-312.
  6. Thatcher SA. DNA/RNA preparation for molecular detection. Clin Chem. 2015;61(1):89-99.