Séquençage haut débit d’E. coli : vers une médecine personnalisée

Moins de trois jours ont suffi aux équipes de la plateforme de Transcriptomique et Génomique Appliquée de l'institut Pasteur de Lille et de l'équipe R&D génomique de Gènes Diffusion pour séquencer le génome complet de la souche O157 d'E. coli. C'est dix fois plus rapide qu'avec une méthode classique. Ces équipes ont en effet travaillé sur un nouveau séquenceur haut débitdébit (PGM, « personal genome machine », IonTorrent de Life Technologies) installé il y a moins d'un mois sur le campus.

« Le séquençage haut-débit existe depuis cinq ans mais cette technique s'est démocratisée en Europe depuis moins d'un an » explique Christophe Audebert, chercheur à Gènes DiffusionDiffusion ayant travaillé sur le séquençage du génome d'E. coli, interviewé par Futura-Sciences.

Le séquençage a été réalisé sur le nouveau séquenceur haut débit IonTorrent de Life Technologies. © Christophe Audebert, Biorigami.com, libre de droit

Plus rapide et moins cher

« Le séquenceur haut débit IonTorrent possède plusieurs avantages, poursuit Christophe Audebert. Il permet une rapidité de travail à un moindre coût par rapport au matériel concurrent. » Ce séquenceur utilise un réseau très dense de capteurscapteurs à semi-conducteurssemi-conducteurs. Sa spécificité est qu'il ne fait pas appel à la lumièrelumière, comme les autres séquenceurs haut débit qui se basent sur des marqueurs fluorescents. Celui-là mesure en temps réel les ionsions hydrogènehydrogène H⁺ libérés lors de l'élongationélongation du brin d'ADN. La différence de pH ainsi créée permet l'identification des bases nucléotidiques composant les fragments d'ADN analysés. L'information génétiquegénétique est transformée directement en information numériquenumérique. 

« Nous sommes les premiers au monde à avoir utilisé une puce 316, qui permet d'obtenir 100 mégabases par run (c'est-à-dire par série de séquençage, NDLRNDLR) », se félicite le chercheur de Gènes Diffusion. Par comparaison, le séquençage de la souche O104 d'Escherichia coli réalisé en Allemagne a été effectué sur une puce 314, qui génère 10 mégabases par run.

Les puces 316 utilisées permettent d'obtenir 100 mégabases par run contre 10 mégabases par run avec les puces 314. © Christophe Audebert, Biorigami.com, libre de droit

Un inconvénient majeur, cependant. Si les laboratoires possèdent un recul vis-à-vis du séquençage, cette technique est nouvelle. « On produit aujourd'hui, avec le IonTorrent, comme avec la majorité des technologies de séquençage haut débit, des fragments de séquences proches de 100 bases alors que certaines autres technologies permettent l'obtention de fragments de 400 bases », ajoute Christophe Audebert.

Ces avantages techniques et pécuniaires améliorent directement le diagnostic. On le voit avec des épidémiesépidémies comme les infections à E. coli. En quelques jours, la souche bactérienne a pu être caractérisée. En raison de sa vivacité et de son coût réduit, les cliniques et les universités sont de plus en plus intéressées par cette technique de séquençage. À terme, on pourra comprendre comment l'évolution du patrimoine génétique d'Escherichia coliEscherichia coli a pu conduire à de telles conséquences pathologiquespathologiques chez l'Homme. « Grâce à ce type de technologies, on entre dans l'ère de la médecine personnalisée, conclut le chercheur. L'intérêt est de diagnostiquer et d'adapter les traitements en fonction du profil du patient. »

Ce séquençage fait suite à l'épidémie de syndrome hémolytique et urémique en France après des ingestionsingestions de viande hachée contaminée par la souche E. coli O157. Au CHRU de Lille, quatre nouveaux cas ont été annoncés entre lundi et mardi. Un bébé de sept mois est actuellement en réanimation.