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Les biopuces

Ces puces disposent sur leur surface de sondes (oligonucléotides, protéines) permettant de nombreuses analyses rapides : diagnostic médical, recherche de cibles thérapeutiques, qualité de l'eau et d'aliments.


D'ici à quelques mois, la France fera partie du club très fermé des nations capables de produire des biopuces. Ces laboratoires miniatures présentent sur une surface de l'ordre du centimètre carré des milliers de sondes moléculaires, capables d'identifier rapidement par hybridation les constituants d'un échantillon biologique.
Les systèmes actuellement développés diffèrent par le support, la technique de fixation des sondes et la méthode de détection des hybridations (voir Industries et Techniques n° 789).

Après le médical, l'agroalimentaire

La première entreprise à s'être lancée sur ce créneau est le californien Affymetrix. Sa technique consiste à synthétiser directement les sondes oligonucléotides sur un support en verre. Cette opération est réalisée par dépôt de couches successives des quatre bases d'ADN au travers d'un masque.
Dès 1996, Affymetrix commercialisait la première puce GeneChip pour l'analyse des mutations des gènes de la transcriptase inverse et de la protéase du virus VIH. Depuis, sa gamme s'est largement étoffée, tout comme ses références utilisateurs.
Les Acteurs : 
Affymetrix.
CEA.
Nanogen.
Sequenom.
Hyseq.
Motorola/Packard Instruments
.

Par le biais de BioMérieux, Affymetrix tente une percée hors diagnostic médical et recherche pharmaceutique. Il s'agit du programme Aquagen (mené par la Lyonnaise des Eaux depuis février 1999) sur une puce à ADN pour l'analyse microbiologique de l'eau.

C'est dans la région de Grenoble que s'implantera d'ici peu une entreprise créée par essaimage du CEA. Sa mission sera d'industrialiser les puces Micam selon la technologie développée conjointement avec Cis Bio International.

Filiale du CEA jusqu'à avril dernier, Cis Bio est maintenant entrée dans le giron de Schering. A la suite de cette opération, le CEA a récupéré les brevets relatifs à cette technologie qui sera exploitée par la nouvelle start-up. " Les puces Micam se destineront aussi à la recherche pharmaceutique, à l'industrie agroalimentaire (analyse de la qualité) et à l'environnement (détection de polluants) ", explique Marc Cuzin, responsable de l'industrialisation des puces Micam.

Le principe de fabrication est radicalement différent de celui d'Affymetrix : les sondes oligonucléotides (synthétisées au préalable) sont déposées individuellement sur des plots d'or à la surface d'une puce en silicium.

Le nombre de sondes (128 ou 8100) est moins élevé que sur les puces GeneChip d'Affymetrix. " Mais leur qualité est assurée, puisqu'elles ont été synthétisées auparavant, explique Marc Cuzin, conduisant à une interprétation plus fiable des résultats après hybridation ".

D'autres entreprises proposent d'accéder à leur technologie de biopuces sous forme de service. C'est le cas de l'entreprise californienne Nanogen avec le système NanoChip. Les autres entreprises sur le créneau des biopuces sont notamment Sequenom, Molecular Dynamics...

Puces à protéines
Mais les biopuces ne se limitent pas à l'ADN. L'américain Ciphergen propose ainsi sa ProteinChip, qui capture des protéines par affinité biochimique ou biologique. Par ailleurs, une équipe de l'Université de Purdue (Indiana) a réussi à fixer des protéines sur un substrat de silicium. Capables de fusionner avec l'enveloppe de cellules, certaines protéines peuvent ainsi "fixer" des bactéries sur la puce et permettre leur détection par les changements induits dans les propriétés électriques du silicium. La fixation de sondes protéines est également possible par la technique développée au CEA. Michel Le Toullec

L'Impact :
Séquençage par hybridation.
Identification de cibles pour la recherche pharmaceutique.
Pharmacogénomique (identification des gènes impliqués dans l'inefficacité d'un produit ou ses effets indésirables).
Diagnostic médical.
Analyses en agroalimentaire et dans l'environnement.

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