Une méthode plus précise pour analyser l’ADN mitochondrial

Aux termes de 12 années de recherche, Marc Ferré et Valérie Desquiret-Dumas, de l’unité Mitovasc, viennent de démontrer l’intérêt d’une nouvelle technologie de séquençage du génome contenu dans les mitochondries. Plus fine, cette approche pourrait à terme contribuer à améliorer l’exploration moléculaire de certaines maladies mitochondriales. Leurs travaux ont fait l’objet d’une publication dans Scientific Reports, parue le 28 octobre 2026.

Valérie Desquiret-Dumas et Marc Ferré, autour d'un séquenceur nanopore.Les mitochondries sont les centrales énergétiques de notre corps : elles sont à l’origine de l’énergie, l’ATP qui le maintient à température et fait fonctionner les différents organes. Présentes dans chaque cellule, les mitochondries disposent de leur propre ADN, transmis uniquement par la mère. Des altérations, des mutations de cet ADN particulier peuvent engendrer des maladies neuro-musculaires.  

Plus rudimentaire, le génome mitochondrial compte 16 569 paires de bases, contre 3 milliards pour l’ensemble du génome humain. Mais il y a une difficulté supplémentaire : « Dans chaque cellule, il peut y avoir plusieurs versions de votre ADN mitochondrial. Et selon le taux de copies mutées, vous pouvez développer des maladies plus ou moins sévères, selon les proportions », explique Valérie Desquiret-Dumas, ingénieure en biologie au CHU, membre de l'équipe Mitolab au sein de l’unité Mitovasc. Spécialiste de biologie moléculaire, elle travaille depuis une vingtaine d’années sur le sujet, aux côtés de Marc Ferré, enseignant-chercheur à l'UA, expert en bio-informatique.

En 2014, le duo a été associé au développement d’un nouveau séquenceur. Première particularité : son faible prix, moins d’un millier d’euros lors de sa mise sur le marché en 2016. Autre singularité : sa taille, il tient dans une poche de pantalon. Enfin et surtout, il repose sur une technologie totalement différente. « Les techniques de séquençage classiques sont basées sur l’amplification, ce qui génère des biais », constate Marc Ferré. « Et vous allez devoir couper le génome en petits bouts, car le séquenceur ne peut pas analyser tout d’un seul coup, et ensuite, recoller ces petits morceaux pour avoir une vue d’ensemble, avec des risques d’erreur », complète Valérie Desquiret-Dumas.

Une vue plus précise de l'ADN

Le séquenceur qu’ils ont étudié n’a pas besoin d’amplification. « C’est un séquençage direct, sans étape d’amplification préalable susceptible d’introduire certains biais. L’ADN va passer par de minuscules trous, des nanopores, et chaque nucléotide, qu’il soit A, C, T ou G, va entraîner une perturbation électrique différente. Puis, la séquence est reconstruite grâce à l’intelligence artificielle », résume Marc Ferré. Autre avantage : l’outil est capable d’analyser de longs brins. L’ADN mitochondrial n’a plus besoin d’être coupé. « On peut ainsi analyser directement des molécules complètes d’ADN mitochondrial et mieux caractériser leurs variants et leurs réarrangements ».

Les deux membres de Mitolab ont testé l’outil sur 15 échantillons. Pour en arriver là, Valérie Desquiret-Dumas a d’abord dû valider tout le protocole de préparation de l’ADN mitochondrial, tandis que Marc Ferré a œuvré sur le traitement des données. « Cela demande beaucoup de puissance de calcul ».

Résultat : le séquençage est « plus précis. La méthode permet notamment de détecter et de quantifier certains variants présents à faible proportion, tout en caractérisant directement des réarrangements complexes de l’ADN mitochondrial, ce qui devrait contribuer à de meilleurs diagnostics ».

Leurs travaux ont fait l’objet d’un article dans la revue Scientific Reports, cosigné avec cinq autres auteurs. « Nous y montrons la faisabilité et l’intérêt de cette approche, notamment pour l’analyse quantitative de certains variants et la caractérisation de délétions complexes, résume Marc Ferré. Maintenant, il va falloir confirmer sur un nombre plus important d’échantillons, mais je pense que cela va vraiment ouvrir de nouvelles portes ».
 

Retrouvez l'intégralité de l'article scientifique (en anglais) via ce lien