Imprimante à ADN : un nouvel outil précieux pour les laboratoires

Il est maintenant possible grâce au système SYNTAX de fournir de l'ADN à la demande afin de permettre aux laboratoires de mieux contrôler l'organisation de leurs expériences et d'innover plus rapidement.

“Dans ces dernières décennies, il y a eu des efforts pour essayer d'isoler ou de modifier les polymérases pour qu'elles soient de plus en plus précises”

Un projet qui existait déjà en 2020.

En 2020, c’est dans un laboratoire au sud de Paris que les chercheurs de la société de biotechnologie DNA Script développent une "imprimante" pour créer de toutes pièces des fragments d'ADN synthétiques exploitables par les laboratoires. Dans le prototype mis au point lors des phases de test, Thomas Ybert, président de la biotech qu'il a cofondée en 2014, introduit les grosses cartouches. Ces cartouches sont en réalité des réactifs contenant les quatre nucléotides formant l'ADN de tout être vivant, ainsi qu'un enzyme.

La synthèse de l'ADN par recours à la chimie existe depuis les années 1980, cependant, c'est un processus long et coûteux pour les chercheurs. Depuis quelques années, des biotechs se sont lancées dans la recherche de solutions innovantes. Comme l'américaine Twist BioScience, qui propose des brins d'ADN à 0,07 dollar, moins cher que la concurrence. L'intérêt serait de fabriquer plus rapidement de l'ADN pour les chercheurs afin qu’ils puissent ainsi tester leurs hypothèses avec des applications, comme la reprogrammation de levures pour qu'elles fabriquent de la toile d'araignée.

Le but du système proposé par DNA Script est de permettre aux scientifiques d'avoir un accès direct à l'enzyme, en l'imprimant eux-mêmes depuis leurs laboratoires et en quelques heures. "La concurrence que l'on essaie de remplacer, c'est le service de synthèse chimique de l'ADN. Quand un chercheur a besoin d'ADN de synthèse, il le commande sur internet, et quand la synthèse est faite, ils vous l'envoient par la poste", explique Thomas Ybert.

Ces enzymes polymérases, qui copient naturellement l'ADN, "ne sont pas parfaits et font un certain nombre d'erreurs: dans la nature, il y a des systèmes pour les corriger. Dans ces dernières décennies, il y a eu des efforts pour essayer d'isoler ou de modifier les polymérases pour qu'elles soient de plus en plus précises", analyse la chercheuse Miria Ricchetti, spécialiste de l'ADN à l'Institut Pasteur.

À terme, l'ADN de synthèse pourrait également être utilisé pour le stockage de données numériques. Toutefois, "ce n'est pas une solution industrielle" à ce stade, tempère M. Ybert, tant le temps de "lecture" de l'ADN est long comparé aux systèmes existants.

“SYNTAX simplifie le processus de synthèse, permettant aux chercheurs de charger des fichiers de séquence, d'insérer les réactifs dans l'instrument et de démarrer la synthèse sans avoir besoin de personnel dédié et hautement spécialisé, ni de formation complexe.“

Qu’en est-il en 2021 ?

DNA Script a annoncé le 20 mai 2021 l'entrée de son programme d'évaluation du système SYNTAX dans sa troisième et dernière phase. L'imprimante SYNTAX est conçue pour nécessiter moins de 15 minutes de configuration et synthétise en parallèle jusqu'à 96 fragments d'ADN prêts à l'emploi, en seulement six heures.

À ce jour, 10 sociétés ont souscrit au programme d'évaluation et ont testé l'imprimante à ADN dans leurs propres laboratoires, dans la perspective de la commercialisation du système SYNTAX. Ces laboratoires impriment leurs propres fragments d'ADN et fournissent un retour précieux sur les performances du système SYNTAX, dans le cadre de ce programme. Lors de la première phase, plus de 30 laboratoires ont commandé, reçu et testé des plaques de 96 fragments d'ADN afin de comparer leur performance à ceux qu'ils utilisent actuellement. La seconde phase était un programme de test « alpha » de l'instrument.

"Avec SYNTAX, les laboratoires de recherches peuvent concevoir leurs expériences, fabriquer les fragments d'ADN dont ils ont besoin, les utiliser dans ces expériences et itérer – le tout dans la même journée", a déclaré Thomas Ybert, Président et cofondateur de DNA Script. "SYNTAX simplifie le processus de synthèse, permettant aux chercheurs de charger des fichiers de séquence, d'insérer les réactifs dans l'instrument et de démarrer la synthèse sans avoir besoin de personnel dédié et hautement spécialisé, ni de formation complexe. Les retours que nous avons reçus de nos partenaires ont permis de valider la pertinence de notre objectif, qui est de permettre aux laboratoires de mieux contrôler l'organisation de leurs expériences et de rendre leurs processus plus efficaces."