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 un peu après minuit, un soir d'automne 1996, lorsque le professeur Yuk Ming Dennis Lo réalisa une découverte prometteuse pour la médecine moderne. Son trésor, l'ADN, était une molécule flottant librement dans le sang qui pouvait 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 se résume à 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 à rechercher de 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 premier plan, 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 mis en quête d'une application viable pour 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 demandais pourquoi les médecins devaient pratiquer une procédure aussi dangereuse. Pourquoi ne pas prélever un échantillon de sang sur la mère pour l'analyser ? » Il se souvient 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 sans résultat. Le nombre de cellules fœtales pénétrant dans le sang maternel était trop faible, ce qui força à suspendre temporairement les 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 avaient découvert de l'ADN tumoral dans leur plasma.

Les scientifiques ont découvert que les cellules cancéreuses mourantes peuvent libérer du matériel génétique dans le sang d'un 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 comme 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.

Lo était déterminé à trouver un moyen d'extraire l'ADN du plasma. Il a trouvé, de manière inattendue, une solution à une catégorie apparemment sans rapport.

« Quand j'étais au Royaume-Uni, j'avais l'habitude de cuisiner des nouilles instantanées, de faire bouillir le bouillon, puis d'y mettre les nouilles. J'ai soudain pensé que la façon la plus simple de traiter le plasma était de le faire bouillir », a partagé Lo.

Cette méthode simple donne 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 depuis tout ce temps se trouvait dans la partie même que nous avions manquée pendant les 8 dernières années. »

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

De la découverte àavec 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.

Le syndrome de Down est une maladie génétique qui survient lorsqu'un fœtus présente une copie supplémentaire du chromosome 21. Normalement, le diagnostic est posé par l'examen des cellules fœtales et le comptage du nombre de chromosomes. Les scientifiques ne croyaient pas que l'ADN acellulaire pouvait 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 rendait son application à grande échelle peu pratique. 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 désormais utilisé dans plus de 90 pays. 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 mis en place 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 possibilités infinies pour l'avenir. Le séquençage du génome prénatal est indispensable au dépistage de syndromes susceptibles d'être acquis plus tard dans la vie, notamment le cancer du sein causé par des mutations du gène BRCA1, et a des applications pour prédire la couleur des cheveux ou la longévité.

Le professeur a souligné que le coût élevé de ces tests les rend encore peu accessibles. 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 de la gorge 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 était 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 prochain objectif du professeur Lo est un test ADN moins invasif, utilisant l’urine de la mère.

« Deux heures après la naissance, l'ADN du fœtus 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 peut 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