Les biopuces ou puces à ADN :
La médecine (dont la biologie, l'écologie et l'environnement) sera l'un des domaines les plus bouleversés par l'émergence de la nanotechnologie. Dans le domaine médical, les biopuces ou puces à ADN et à ARN sont un exemple précis des nanotechnologies. La technologie des puces à ADN ou bio-puces, connaît à l’heure actuelle un essor exceptionnel et suscite un formidable intérêt dans la communauté scientifique

Qu’est-ce qu’une biopuce ?
Une biopuce est un petit outil d’analyse. Elle se présente sous la forme d’un support en verre ou en silicium sur lequel sont fixés des protéines ou des milliers de fragments d’ADN ou d’ARN. L’ARN est une molécule présente dans les cellules de tous les êtres vivants, elle joue un rôle essentiel dans la synthèse des protéines. La biopuce permet ainsi d’identifier en un temps record un gran nombre de gènes ou d’en étudier le fonctionnement.

Les puces à ADN ou biopuce consistent au diagnostic des maladies infectieuses ou génétiques à la recherche de résistances aux antibiotiques des souches microbiennes, à l’analyse de mutations génétiques, à l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques. Elles aident à mieux comprendre comment agissent les médicaments, à identifier les effets secondaires d’un produit. Et dans le futur, elles permettront d’adopter un traitement selon le profil génitique du patient. Les biopuces ou puces à ADN permettent également de tracer les produits alimentaires, de détecter les OGM.

Les puces à ADN consistent en un support solide (petite lame de verre comme celles utilisées en microscopie traditionnelle ou membrane de nylon) sur lequel des milliers de fragment d’ADN sont déposés de façon géométrique à l’aide d’une micro-pipette robotisée. Grâce à cette technique, chacun des fragments d’ADN est représenté par un point sur le support (ou puce). Ils servent de sondes pour fixer de façon très spécifique les fragments de gènes complémentaires (cibles), présents dans les échantillons biologiques à tester : leur mise en contact permet de reconstituer la double hélice d’ADN et ce phénomène (hybridation) peut être mis en évidence par des techniques optiques sous éclairage fluorescent ou par détection de radioactivité; un système de « marquage » de l’échantillon au moyen de traceurs fluorescents ou radioactifs ayant été réalisé préalablement. La quantification des signaux obtenus et l’identification des fragments de gènes reconnus sont ensuite rendues possibles au moyen d’un système d’acquisition d’image puis d’analyse des données faisant appel à des logiciels informatiques spécialement conçus à cet effet. Les résultats obtenus sont ensuite validés sur le plan statistique et interprétés dans un contexte biologique.

Dans la médecine, les biopuces ont mis en évidence de nouveaux gènes. S’exprimant dans le tissu cérébral de l’enfant ou apparaissant associés à des pathologies inflammatoires rhumatismales ou intestinales.
Animation puce à ADN : ici

Les biopuces ont diverses applications. Elles permettent la pharmacogénomique. La pharmacogénomique consiste à identifier les gènes impliqués dans l’efficacité d’un produit ou ses effets indésirables. Elles permettent :
  • une meilleure compréhension des mécanismes d’action des médicaments
  • ouvre le champ des potentiels thérapeutiques en montrant qu’une molécule a sur une cible une action véritable
  • permet d’identifier les effets secondaires d’un produit

Dans l’environnement, les biopuces peuvent effectuer une analyse bactérienne de l’eau. Les biopuces ADN permettent de détecter la présence d’un micro-organisme. Leur intervention est plus rapide et moins couteuse.