Principio del sistema analitico BIABooster. Da un campione di plasma purificato, 1 µL viene analizzato con il dispositivo BIABooster, che si concentra, separa e rileva il profilo dimensionale del DNA circolante. Il grafico in basso a destra rappresenta un profilo dimensionale "tipico" con una successione di picchi a basso peso molecolare nell'intervallo 100-300 paia di basi (bp) e un residuo ad alto peso molecolare di circa 1700 bp. Il limite di sensibilità del dispositivo è 10 fg/µL. Credito:© Aurélien Bancaud, LAAS-CNRS. Sagoma umana (a sinistra):icona realizzata da Freepik da flaticon.com
Sviluppato e brevettato nel 2012 e 2014 nel Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS-CNRS) e implementato industrialmente da Picometrics-Technologies, La tecnologia BIABooster caratterizza il DNA con nuova precisione e sensibilità. Quando viene utilizzato per analizzare il DNA residuo circolante nel sangue, ha identificato firme promettenti per il monitoraggio dei pazienti con cancro. Queste firme, presentato il 20 marzo numero 2018 di Chimica analitica , potrebbe essere confermato da uno studio più ampio condotto da gruppi dell'Université Paris Descartes, INSERIMENTO, AP-HM e AP-HP (Hôpital Européen Georges-Pompidou).
Nel corpo umano, la morte cellulare occasionale si traduce in degradazione e rilascio di DNA, che poi circola nel sangue prima di essere eliminato. Studi precedenti hanno dimostrato che i malati di cancro hanno alti livelli di frammenti di DNA nel sangue. Però, fattori come una dieta ricca o uno sforzo fisico possono anche essere responsabili di alti livelli di frammenti di DNA. BIABooster realizza analisi sensibili e veloci su molecole di DNA, aprendo nuove strade per una migliore caratterizzazione della composizione di questa frazione residua di DNA nel sangue e quindi la specificazione della sua origine.
Per analizzare il DNA, il dispositivo BIABooster opera in due fasi di concentrazione e separazione in linea. Primo, il DNA è concentrato tramite un sistema di capillari formato dalla giunzione di un capillare piccolo e un altro di sezione maggiore. I ricercatori realizzano una soluzione contenente il flusso di DNA nel grande capillare e utilizzano un campo elettrico di bassa ampiezza per rallentare la migrazione. La variazione della portata e del campo elettrico nella costrizione ferma il DNA e lo concentra come un "wafer". Questo wafer viene poi rilasciato attraverso la progressiva caduta del campo elettrico, che separa anche i frammenti in base alle dimensioni.
I ricercatori utilizzano BIABooster dal 2016 e hanno definito un protocollo presentato in Analytical Chemistry. In una ventina di minuti, lo strumento rileva il DNA fino a una concentrazione di 10 fg/μL. Determina la concentrazione e la dimensione di un campione con, rispettivamente, precisioni del 20% e del 3%. Si è dimostrato particolarmente adatto ad affrontare il profilo del DNA nella circolazione sanguigna per volontari sani o malati di cancro, sia in termini di concentrazione che di profilo dimensionale.
Al di là dell'abilità tecnica, i ricercatori hanno deciso di utilizzare questo dispositivo per analizzare un centinaio di campioni clinici di pazienti affetti da cancro provenienti dagli ospedali Hôpital Européen Georges-Pompidou AP-HP e AP-HM. I loro primi risultati confermano che la presenza di DNA a basso peso molecolare in quantità elevate può essere un'informazione clinica rilevante per il monitoraggio del paziente.
