Des scientifiques du Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) ont développé SDR-seq, un nouvel outil qui analyse simultanément l'ADN et l'ARN dans des cellules uniques. Cette innovation cible les régions non codantes de l'ADN, où se trouvent plus de 95 % des variantes génétiques associées aux maladies. La méthode promet d'améliorer la compréhension des maladies complexes comme les maladies cardiaques, l'autisme et le lymphome.
Pendant des siècles, des observateurs comme Hippocrate ont noté que les maladies se transmettaient dans les familles, suggérant des racines génétiques. Désormais, les chercheurs de l'EMBL ont fait progresser l'analyse des cellules uniques avec SDR-seq, publié dans Nature Methods le 16 octobre 2025. Cet outil capture les variations génomiques et l'ARN de la même cellule, offrant une plus grande précision et scalabilité que les technologies antérieures.
Les régions codantes de l'ADN agissent comme des manuels d'instructions, exprimant les gènes en ARN pour la production de protéines. Les régions non codantes, cependant, régulent la croissance et la fonction cellulaire, abritant plus de 95 % des variantes liées aux maladies. Les méthodes existantes manquaient de sensibilité pour étudier ces zones de manière efficace à grande échelle. « Cela a été un problème de longue date, car les méthodes actuelles de cellules uniques pour étudier l'ADN et l'ARN dans la même cellule avaient un débit limité, manquaient de sensibilité et étaient compliquées », a déclaré l'auteur principal Dominik Lindenhofer, un postdoctorant dans le groupe Steinmetz de l'EMBL.
SDR-seq utilise de minuscules gouttelettes huile-eau pour isoler des cellules uniques, permettant l'analyse de milliers dans une seule expérience. Il relie les changements génétiques directement aux schémas d'activité génique, indépendamment de l'emplacement de la variante. Le développement a impliqué les unités de biologie génomique et de biologie structurelle et computationnelle de l'EMBL, l'École de médecine de l'Université de Stanford et l'Hôpital universitaire de Heidelberg. Les équipes ont préservé l'ARN par fixation cellulaire et ont créé un logiciel de décodage spécialisé pour le codage de l'ADN.
L'outil a été testé sur des échantillons de patients atteints de lymphome des cellules B, révélant comment les variantes d'ADN influencent la croissance tumorale. Les cellules avec plus de variantes ont montré des signaux d'activation plus forts et un état plus malin. « Nous utilisons ces petites chambres de réaction pour lire l'ADN et l'ARN dans la même cellule unique », a expliqué Lindenhofer. « Avec les cellules de lymphome des cellules B, nous avons pu montrer que, selon la composition en variantes des cellules, elles avaient différentes propensions à appartenir à des états cellulaires distincts. »
L'auteur principal Lars Steinmetz, chef de groupe à l'EMBL et professeur de génétique à Stanford, a mis en lumière son potentiel : « Nous avons un outil qui peut lier les variantes aux maladies. Cette capacité ouvre un large éventail de biologie que nous pouvons maintenant découvrir. Si nous pouvons discerner comment les variantes régulent réellement la maladie et mieux comprendre ce processus de maladie, cela signifie que nous avons une meilleure opportunité d'intervenir et de la traiter. »
SDR-seq pourrait améliorer les diagnostics pour des maladies comme la cardiopathie congénitale, l'autisme et la schizophrénie, pavant la voie à la médecine personnalisée.