Le sang de la mère révèle les secrets du fœtus

Inquiet de la dangereuse procédure d'amniocentèse qui peut potentiellement conduire à une fausse couche, un professeur de Hong Kong a développé un test sanguin pour diagnostiquer les syndromes génétiques prénataux en utilisant l'ADN fœtal dans le plasma de la mère.

Description de l'ADN fœtal acellulaire dans le plasma maternel. Photo : CNN

C'était peu après minuit, un soir d'automne 1996, lorsque le professeur Yuk Ming Dennis Lo réalisa une découverte prometteuse de transformation de la médecine moderne. Son trésor d'ADN, qui circule librement dans le sang, pourrait permettre de réaliser des tests prénataux pour détecter des syndromes génétiques, de créer des génomes complets et même de dépister des cancers à un stade précoce.

Tout est dans un simple test sanguin.

Mystère dans le sang

L’ADN fœtal circule librement dans le plasma de la mère.Première découverte du professeur Lo. Cet ADN offre un aperçu de la santé actuelle et future du fœtus. Cependant, cette découverte importante n'a pas enthousiasmé la communauté médicale à l'époque.

« Ils pensaient que cela n’était utilisé que pour la sélection du sexe », se souvient le professeur Lo, aujourd’hui directeur de l’Institut des sciences de la santé Li Ka Shing à Hong Kong.

Le préjugé selon lequel il ne s'agissait que d'une application limitée et qu'elle posait des problèmes éthiques a fait passer à côté de l'une des plus grandes avancées du XXIe siècle par la communauté scientifique. Cependant, cette difficulté n'a pas empêché Lo de poursuivre son travail passionné.

Le début d'une ambition intemporelle

Lo a commencé ses recherches sur l'ADN fœtal dans le sang maternel à l'Université d'Oxford, en Angleterre, où il a eu l'occasion de rencontrer un scientifique de renom, le professeur John Bell.

« J'ai entendu le professeur parler de la réaction en chaîne par polymérase (PCR), une technique permettant d'amplifier un fragment d'ADN en milliers, voire millions de copies. Il a dit que cette technique allait changer le monde », se souvient le scientifique de 52 ans.

Après avoir appris à réaliser la PCR, Lo s'est rapidement lancé dans la recherche d'une application viable de cette technique. L'objectif était de mettre au point un test sûr et non invasif pour le syndrome de Down, qui remplacerait l'amniocentèse traditionnelle, une procédure obstétricale qui détecte des anomalies comme le syndrome de Down en examinant les cellules fœtales dans le liquide amniotique.

« Une grosse aiguille est insérée à travers l'abdomen de la mère jusqu'à l'utérus », a déclaré Lo, décrivant une procédure qui peut provoquer une fausse couche à un taux estimé à 1 %, selon le Service national de santé du Royaume-Uni.

« Je me suis demandé : "Pourquoi les médecins doivent-ils recourir à une procédure aussi dangereuse ? Pourquoi ne pas prélever un échantillon de sang sur la mère pour l'analyser ?" », se souvient-il des difficultés qui l'ont poussé à trouver une nouvelle méthode de diagnostic.

Cependant, les connaissances scientifiques de l'époque étaient inférieures aux ambitions de Lo. Dans les années 1980, alors qu'il était étudiant, les experts croyaient encore que le sang du fœtus et celui de la mère étaient totalement indépendants.

Les recherches de Dennis Lo sur l'ADN fœtal dans le sang de sa mère durèrent huit ans, mais restèrent vaines. Le nombre de cellules fœtales pénétrant dans le sang maternel était trop faible, ce qui força l'arrêt temporaire des recherches.

Clés des molécules

Le tournant s'est produit en 1997, lorsque le professeur Lo est retourné à Hong Kong. Trois mois plus tôt, il avait appris que des patients atteints de cancer présentaient de l'ADN tumoral dans leur plasma.

Les scientifiques ont découvert que les cellules cancéreuses mourantes peuvent libérer du matériel génétique dans le sang du patient, connu sous le nom d'ADN acellulaire dérivé de cellules tumorales mortes (ADNct).

« Je pense qu'un bébé qui grandit dans le ventre de sa mère est comparable à un cancer qui se développe dans le corps, sauf que je n'ai jamais vu de tumeur pesant plus de 3,6 kg. Donc, si une petite tumeur peut libérer suffisamment d'ADN pour que nous puissions l'observer, alors un fœtus peut faire de même », a expliqué Lo.

Persévérant dans son objectif, Lo fut contraint de trouver un moyen d'extraire l'ADN du plasma. Il trouva contre toute attente une issue à une catégorie apparemment sans rapport.

« Quand j'étais au Royaume-Uni, je cuisinais des nouilles instantanées, je faisais bouillir le bouillon, puis j'ajoutais les nouilles. J'ai soudain pensé que le moyen le plus simple de traiter le plasma était de le faire bouillir », a expliqué Lo.

Cette méthode simple produit des résultats inattendus. Chauffée, elle élimine les protéines du plasma, composants capables de détruire l'ADN, tandis que l'ADN nécessaire à la recherche reste intact.

Suite à cette procédure, Lo a commencé à tester le plasma de la femme enceinte pour l’ADN fœtal et a été complètement surprise lorsqu’elle a vu les premiers résultats.

« Je n'en croyais pas mes yeux, l'ADN fœtal que nous recherchions se trouvait précisément dans la partie qui nous manquait depuis 8 ans. »

Description d'une analyse sanguine pour diagnostiquer la trisomie 21 chez le fœtus in utero. Photo : CNN

De la découverte àavec l'application

Des années après sa découverte révolutionnaire de l’ADN, le professeur Lo n’a toujours pas de partisans ni de candidatures.

« La découverte serait une récompense énorme si elle pouvait devenir un test de diagnostic pour le syndrome de Down », se souvient-il avoir entendu des experts.

La trisomie 21 est une maladie génétique qui survient lorsqu'un fœtus présente une copie supplémentaire du chromosome 21. Son diagnostic est généralement posé par l'examen des cellules fœtales et le comptage des chromosomes. Les scientifiques ne croyaient pas que l'ADN acellulaire puisse avoir ce pouvoir. Mais le professeur Lo a prouvé le contraire.

Après une décennie de recherche, en 2007, l'équipe du professeur Lo a découvert qu'en raison d'un 21e chromosome supplémentaire, le nombre de molécules produites à partir de ce chromosome augmentera dans le plasma de la mère si la femme enceinte porte un fœtus atteint du syndrome de Down.

« Les gens pensaient que nous étions fous parce que cette méthode impliquait de réaliser plusieurs techniques de réaction en chaîne par polymérase (PCR) en double », a déclaré Lo.

Selon le professeur, la quantité d'ADN fœtal dans le plasma est très faible. Par conséquent, l'amplification par PCR est nécessaire pour générer suffisamment de données pour l'analyse. Le coût élevé de cette méthode à l'époque la rendait peu pratique pour une application à grande échelle. Cependant, la chance a souri au professeur Lo en 2008 avec l'avènement d'une technologie de séquençage d'ADN de nouvelle génération, capable de générer des millions de fragments d'ADN en peu de temps.

En 2011, le test sanguin de dépistage du syndrome de Down a été largement déployé et est appliqué dans plus de 90 pays à ce jour. Selon les dernières statistiques, plus de deux millions de femmes enceintes ont eu recours à cette nouvelle méthode non invasive de dépistage prénatal.

Outre ces avantages indéniables, il existe un risque d'exploitation de la sélection du sexe par les tests ADN fœtaux. Lo s'est dit très préoccupé par ces risques éthiques et a instauré une réglementation stricte interdisant son utilisation à des fins de sélection du sexe depuis son homologation.

Des possibilités illimitées

Selon le professeur Lo, les secrets du sang pourraient offrir des perspectives d'avenir infinies. Le séquençage du génome prénatal est à la base du dépistage des syndromes susceptibles d'être acquis plus tard dans la vie, notamment le cancer du sein causé par des mutations du gène BRCA1, et permet de prédire la couleur des cheveux ou la longévité.

Le professeur souligne que le coût élevé de ces tests les rend peu accessibles aujourd'hui. Cependant, « nous avons ouvert une fenêtre non invasive sur le corps humain. »

Recherche de cancer

Le professeur Lo se concentre sur la recherche d’un test sanguin pour adultes permettant de diagnostiquer les cancers du foie, du nez et du nasopharynx à un stade précoce que les autres méthodes de dépistage ne peuvent pas détecter.

Surnommée technique de « biopsie liquide », cette méthode recherche l’ADNct libéré par les cellules cancéreuses dans le plasma sanguin, ce qui peut déterminer le type et le stade du cancer dont souffre une personne.

Le test a été déployé sur 10 000 hommes d’âge moyen à Hong Kong et pourrait potentiellement sauver des centaines de milliers de vies dans le monde s’il est largement adopté.

En outre, Lo utilise également la « biopsie liquide » pour surveiller les réactions de rejet lors des transplantations d’organes et la santé des patients après des accidents de la route.

Prochaine ambition

Le professeur Lo s'est fixé comme prochain objectif : un test ADN moins invasif utilisant l'urine de la mère.

« Deux heures après la naissance, l'ADN fœtal disparaît du sang de la mère. Où va donc cet ADN ? On suppose qu'il se trouve dans l'urine », a expliqué le professeur.

Il pense que l’urine pourrait offrir une autre fenêtre sur la santé future de la mère et du bébé.

« Je pense donc que ce sera le prochain « trésor » que nous viserons », a-t-il déclaré.

Selon VNE