Que pouvez-vous faire avec la PCR digitale ?
Que vous manipuliez des échantillons précieux, que vous analysiez des mutations rares ou que vous étudiiez des échantillons contenant des inhibiteurs, la dPCR sur nanoplaques offre des données précises et reproductibles. Le flux de travail rapide et automatisé réduit considérablement la variabilité et améliore la cohérence, tout en étant si simple qu’il ne nécessite que très peu de formation pour être maîtrisé.
La PCR digitale, et plus particulièrement la dPCR sur nanoplaques sur QIAcuity, révolutionne la recherche en répondant dès aujourd’hui à vos questions. La méthode se met au service d’applications pour lesquelles les limites des technologies de qPCR et de dPCR constituaient autrefois un obstacle. Découvrez ci-dessous ce que la technologie peut faire pour votre application spécifique.
Détection des mutations rares
La détection des mutations rares (RMD) est la détection d’un variant de séquence qui n’est que très faiblement présent dans un pool de fonds de type sauvage (moins de 1 % ou même 0,1 %). Ainsi, pour détecter et quantifier des événements rares, tels que les mutations ponctuelles ou les polymorphismes mononucléotidiques (SNP), il faut une méthode sensible et d’une grande précision. Le défi consiste à distinguer deux séquences particulièrement similaires, l’une étant nettement plus abondante que l’autre.
Avantages de l’utilisation de la dPCR sur nanoplaques pour la détection des mutations rares
- Possibilité de charger un grand volume de réactions en 26 000 fractions, ce qui augmente considérablement les chances de trouver une cible rare
- Multiplexage pour le séquençage de mutants et de types sauvages afin de détecter de faibles fractions de molécules mutantes rares sur un fond de types sauvages abondants
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Analyse de la variation du nombre de copies
L’analyse de la variation du nombre de copies (CNV) permet de déterminer le nombre de copies d’un gène spécifique dans un génome donné. On sait qu’il y a deux copies de gènes par génome, mais ces gènes peuvent être plus nombreux dans certains cas. L’amplification (qui active les oncogènes) et la délétion (qui inactive les gènes suppresseurs de tumeurs) des gènes constituent d’importantes altérations du nombre de copies (CNA) qui affectent les gènes liés au cancer, en plus des altérations génomiques telles que les mutations ponctuelles, les translocations et les inversions. La plupart des gènes liés au cancer affectés par les CNA ont été définis comme des gènes critiques dans les voies de signalisation du cancer impliquées dans la carcinogenèse et la progression du cancer. Les CNV sont une source essentielle de diversité génétique (délétion ou duplication d’un locus), elles permettent d’étudier les gènes associés à des maladies neurologiques et auto-immunes courantes, des affections génétiques et de mauvaises réponses au traitement.
Avantages de l’utilisation de la dPCR sur nanoplaques pour l’analyse de la CNV
- Détection de changements de moins de 1,2 fois dans les CNV, avec des résultats en 2 heures environ
- Amélioration du niveau économique et du débit de l’analyse de la CNV par dPCR avec la nanoplaque 8.5K ou capacités de multiplexage ou discrimination plus fine des états consécutifs du nombre de copies avec la nanoplaque 26K
- Calcul automatique des CNV avec la QIAcuity Software Suite et possibilité de concevoir des dosages personnalisés
Biopsie liquide
Une biopsie liquide, également appelée biopsie des fluides, consiste à échantillonner et analyser des tissus biologiques non solides, principalement du sang. Elle est avant tout utilisée comme outil de diagnostic et de surveillance de maladies telles que le cancer. La biopsie liquide est moins invasive pour le donneur que la biopsie tissulaire. Lorsque des cellules tumorales meurent, elles libèrent de l’ADNtc dans le sang. Les mutations cancéreuses dans l’ADNtc reflètent celles qui sont détectées dans les biopsies tumorales standard, elles peuvent ainsi être utilisées comme biomarqueurs moléculaires pour le suivi de la maladie. Le problème, c’est la faible concentration d’ADNtc dans les cellules tumorales du sang. La référence en la matière est l’utilisation du séquençage à haut débit (NGS), du pyroséquençage ou de la qPCR en temps réel, mais l’inconvénient de ces méthodes est leur limite de détection (LOD) restreinte. Le pyroséquençage pour les tissus tumoraux est d’environ 10 %, le NGS est entre 1 et 5 %, et la capacité de détection de la qPCR est de l’ordre de 1 %. Cela pose un vrai problème de rechute au cours de la surveillance de la maladie résiduelle du donneur en raison de la limite des niveaux de détection.
Avantages de l’utilisation de la dPCR sur nanoplaques pour l’analyse de biopsie liquide
- Chargez jusqu’à 28 µl d’échantillon pour augmenter la LOD et limiter l’erreur de sous-échantillonnage avec la nanoplaque 26K QIAcuity. Elle vous permet de générer plus de points de données pour sécuriser les petits changements d’expression ou pour la surveillance des maladies résiduelles.
- Détectez des mutations ultra-rares jusqu’à une fréquence allélique des variants de 0,01 %.
- Manipulez des échantillons plus bruts comme le sang total et l’urine, car l’efficacité de l’amplification n’a aucune incidence sur la mesure par dPCR
Détection microbienne
La prévalence croissante des maladies infectieuses et des épidémies souligne la nécessité d’améliorer la détection et l’analyse des microbes, en particulier des agents pathogènes. L’association de la rapidité, de la sensibilité élevée, de la précision et de la quantification absolue est primordiale pour la détection des agents pathogènes et l’analyse du microbiome dans les domaines de la santé publique et de l’épidémiologie. La PCR digitale, méthode rapide, sensible et précise, est très utile pour identifier, détecter, caractériser et surveiller les changements dans les agents pathogènes et les microbiomes. Les domaines d’application de la dPCR dans la détection microbienne vont des agents pathogènes dans l’alimentation, à la pharmacorésistance, à la recherche de micro-organismes, à l’étude des gènes de l’antibiorésistance et à l’analyse des relations virus/bactéries-hôtes.
Avantages de l’utilisation de la dPCR sur nanoplaques pour la détection microbienne
- Quantification précise et absolue du matériel microbien, même à partir d’échantillons complexes ou d’échantillons contenant des niveaux élevés d’inhibiteurs
- Des volumes d’échantillons plus importants (jusqu’à 28 µl) avec la nanoplaque 26K pour optimiser la sensibilité et détecter des cibles en dessous des limites de détection d’autres dosages commerciaux
- Possibilité de multiplexage jusqu’à cinq dosages avec une sélection de dosages personnalisés ou plus de 700 dosages du catalogue pour des cibles microbiennes (bactériennes, virales, facteurs de virulence, gènes métaboliques auxiliaires, etc.)
Quantification de la charge virale
Le test de la charge virale permet de mesurer la quantité d’un virus spécifique dans un échantillon biologique. Les résultats sont présentés en nombre de copies de l’ARN viral par millilitre d’échantillon. Les tests de la charge virale permettent de diagnostiquer les infections virales aiguës, d’orienter le choix du traitement et de surveiller la réponse au traitement médical.
Avantages de l’utilisation de la dPCR sur nanoplaques pour la détection des gènes de virulence
- Détectez les gènes à faible abondance avec la nanoplaque 26K, qui permet plus de fractionnement par échantillon et un plus grand volume de charge d’échantillon
- Capacité à analyser des cibles microbiennes et virales, avec une détection hautement spécifique de la seule séquence d’intérêt
- Analyse précise et efficace grâce au multiplexage de cinq cibles en une seule réaction
Thérapie cellulaire et génique
La PCR digitale permet une série d’applications de thérapie génique, notamment la mesure du titre du génome des vecteurs des virus adéno-associés, du nombre de copies des vecteurs lentiviraux et le développement et la fabrication de thérapies par lymphocytes T à récepteur antigénique chimérique (CAR-T). Cet aspect est essentiel pour développer des thérapies cellulaires et géniques efficaces et reproductibles tout en garantissant la sécurité des patients.
Mesure des vecteurs viraux
Découvrez comment la dPCR QIAcuity peut offrir le même niveau d’exactitude et de précision en quantification du titre viral que la méthode de ddPCR classique, mais avec une vitesse accrue et un débit et une flexibilité globalement supérieurs. Découvrez un flux de travail complet, de la lyse du vecteur viral à la quantification de l’ADN résiduel en passant par le titrage du génome du vecteur et la détermination de l’intégrité du génome avec une précision, une reproductibilité et une rapidité supérieures.
Avantages de l’utilisation de la dPCR sur nanoplaques pour le titrage des VAA
- Détermination cohérente et fiable du vecteur final grâce à la lyse efficace des capsides et à l’élimination de l’ADN résiduel à l’aide de nos kits spécialisés
- Réduction des erreurs et mise en œuvre facile avec un seul protocole comportant un nombre minimal d’étapes manuelles et seulement 10 minutes de temps de travail.
- Précision et flexibilité accrues grâce au multiplexage avec jusqu’à 10 dosages de cible individuelle avec différentes combinaisons de colorants ; possibilité d’étendre la capacité à 5-plex avec des dosages de gènes d’intérêt (GOI).
- Évaluation précise de l’intégrité du génome en utilisant simultanément jusqu’à 5 cibles grâce à notre logiciel avancé QIAcuity
Quantification de l’ADN résiduel des cellules hôtes
L’ADN de cellules hôtes ou ADN résiduel (ADNr) est transféré lors du processus de fabrication des produits biopharmaceutiques. Les niveaux acceptables sont établis par des organismes de réglementation tels que la Food and Drug Administration des États-Unis et l’Organisation mondiale de la santé. Les kits de quantification de l’ADN résiduel sont parfaits pour une quantification très précise de l’ADNr dans les bioprocédés complexes. Les cellules hôtes couramment utilisées lors du développement de thérapies géniques, de protéines thérapeutiques et d’autres produits biothérapeutiques comprennent le rein embryonnaire humain 293 (HEK293), l’ovaire de hamster chinois (CHO) et E. coli.
Avantages de l’utilisation de la dPCR sur nanoplaques pour la quantification de l’ADN résiduel des cellules hôtes
- Configuration facile et détection de l’ADN des cellules hôtes grâce à un Master Mix prémélangé et à un contrôle positif/interne
- Détection précise de l’ADN résiduel d’E. coli, CHO et HEK293 jusqu’à un faible femtogramme, même en présence de contaminants et d’inhibiteurs de la PCR
- Les dosages de cible multicopie spécifiques aux espèces garantissent que les résultats ne sont pas affectés par le niveau de fragmentation de l’ADNr.
- Validation de la précision de la quantification ou études de rapprochement possibles à l’aide des étalons vérifiés par dPCR
Détection des mycoplasmes
Les mycoplasmes sont des contaminants des produits biologiques dérivés de lignées cellulaires dans l’industrie biopharmaceutique. Les mycoplasmes peuvent apparaître dans les cultures cellulaires à la suite d’une contamination des lignées cellulaires sources elles-mêmes (substrats cellulaires) ou de l’introduction fortuite de mycoplasmes au cours de la production. Plusieurs lignes directrices sur le risque de contamination et des documents techniques sur la sécurité des mycoplasmes pour la fabrication de produits biologiques sont disponibles.
La PCR digitale peut être utilisée pour détecter la contamination des cultures cellulaires et d’autres produits biologiques dérivés des cultures cellulaires. Par exemple, le QIAcuity Mycoplasma Quant Kit est un kit RT-dPCR qui détecte l’ARNr et l’ADN, ce qui permet une grande sensibilité de la méthode. Un contrôle d’amplification interne permet d’éviter les faux négatifs dus à des inhibiteurs de la PCR, à une mauvaise extraction de l’ARN ou à une réaction RT incorrecte. Le dosage basé sur des sondes peut quantifier et détecter 127 espèces différentes de mycoplasmes.
Avantages de l’utilisation de la dPCR sur nanoplaques pour la détection des mycoplasmes
- Conforme : flux de travail NAT (Nucleic Acid Technique) pour la recherche de mycoplasmes, conforme aux pharmacopées européenne, américaine et japonaise.
- Rapide : pas de culture fastidieuse de mycoplasmes nécessaire
- Sensible : la détection de l’ARNr permet d’obtenir une sensibilité plus élevée qu’en utilisant uniquement l’ADN, en raison des multiples copies présentes dans une cellule bactérienne individuelle (détection de < 10 UFC/ml). Le dosage est toujours capable de détecter l’ADN si l’étape RT est omise, ce qui lui confère un degré élevé de flexibilité.
- Prévalidé : le flux de travail a été testé de manière approfondie dans le cadre d’un rapport de validation complet qui peut réduire vos propres efforts de validation.
- Dix kits d’UFC standard de mycoplasmes pour la validation en interne ou comme contrôle positif sans introduction de mycoplasmes vitaux.
Analyse d’expression génique
Le profilage de l’expression génique compare simultanément les niveaux d’expression de plusieurs gènes entre deux ou plusieurs échantillons. Cette analyse peut aider les chercheurs à définir la base moléculaire des différences phénotypiques et à sélectionner les cibles de gènes pour une étude approfondie. Le profilage de l’expression génique offre un aperçu précieux du rôle de l’expression génique différentielle dans les états biologiques sains et pathologiques.
Avantages de l’utilisation de la dPCR sur nanoplaques pour la quantification de l’expression génique
- Détectez des changements de faible amplitude, en particulier dans des quantités de modèles faibles
- Validez les résultats avec une concentration absolue et une abondance inférieure à 1 % en fonction de la quantité introduite
- Obtenez une grande précision et une gamme dynamique élevée de log5 avec la nanoplaque 26K ou réalisez des cycles économiques avec des réactions de 12 µl et des options de débit élevé pour des cibles « similaires » exprimées (changement d’expression jusqu’à environ 4 fois) sur une nanoplate 8.5K
Analyse d’expression du micro-ARN
Le profilage de l’expression du micro-ARN (miARN) compare simultanément les niveaux d’expression d’un ou plusieurs micro-ARN entre deux ou plusieurs échantillons. Cette analyse peut aider les chercheurs à identifier et quantifier le micro-ARN comme biomarqueur d’affections telles que le cancer. Elle offre un aperçu précieux du rôle de l’expression du micro-ARN dans les états biologiques sains et pathologiques.
Avantages de l’utilisation de la dPCR sur nanoplaques pour l’analyse d’expression du micro-ARN
- Discrimination des différences de nucléotides individuels dans des micro-ARN étroitement liés par la séquence grâce à la haute spécificité de la dPCR
- Quantification absolue des modifications subtiles de l’expression des micro-ARN, en particulier dans les faibles quantités de matrice
Tests alimentaires
Les dosages de PCR digitale multiplex ont un large éventail d’applications dans l’industrie alimentaire, notamment le contrôle réglementaire, l’assurance qualité, les tests d’OGM, la détection de la fraude alimentaire et la surveillance des maladies d’origine alimentaire. Ces dosages peuvent identifier les espèces animales et retracer l’origine des produits carnés, en distinguant par exemple le porc, le chameau, le mouton, l’âne, la chèvre, la vache et le poulet en une seule réaction. Ils sont également utilisés pour quantifier les transgènes dans les tests d’OGM, des études ayant montré une sensibilité et une répétabilité supérieures à celles de la qPCR. Pour détecter les fraudes alimentaires, les dosages de dPCR peuvent identifier les ingrédients d’origine animale dans les produits végétariens ou végétaliens en ciblant des marqueurs spécifiques de l’ADN mitochondrial et chloroplastique. De plus, la dPCR est efficace pour détecter simultanément plusieurs pathogènes microbiens, tels qu’E. coli, L. monocytogenes, S. aureus et S. enterica, garantissant ainsi la sécurité et la qualité des aliments.
Avantages de l’utilisation de la dPCR sur nanoplaques pour les tests alimentaires
- Idéal pour les échantillons à matrice complexe grâce au multiplexage et à la capacité de la dPCR à minimiser l’effet des efficacités d’amplification causées par les différences de matrice entre les matériaux de référence et les échantillons
- Possibilités de débit élevé grâce au multiplexage jusqu’à cinq canaux et à un système à 8 plaques
- Détection fiable des événements d’OGM rares grâce au fond réduit par le fractionnement
Analyse de cellules individuelles
Par rapport aux méthodes traditionnelles d’analyse des populations cellulaires en vrac, l’analyse de cellules individuelles permet d’obtenir des données au niveau de la cellule individuelle, ce qui aide les chercheurs à mieux comprendre l’hétérogénéité cellulaire, les fonctions biologiques, les processus et les mécanismes pathologiques. Les méthodes couramment utilisées pour l’analyse de cellules individuelles, notamment la PCR, la qPCR ou le séquençage à haut débit (NGS), manquent parfois de la sensibilité nécessaire pour détecter la cible d’intérêt.
La PCR digitale est une option émergente pour l’analyse de cellules individuelles, grâce à des plateformes de dPCR rentables, intuitives et précises, qui offrent un débit élevé, une grande sensibilité de détection et une grande précision.
Avantages de l’utilisation de la dPCR sur nanoplaques pour l’analyse de cellules individuelles
- Une grande précision avec un fractionnement physique plus stable que les gouttelettes
- La détection par sonde permet de multiplexer jusqu’à cinq cibles dans une seule réaction dPCR avec une optimisation minimale
- Des résultats précis permettent d’analyser des cibles peu abondantes et des cibles à copies multiples au niveau d’une cellule individuelle
Détection de l’édition génomique (CRISPR-Cas9)
Nous utilisons des nucléases à doigt de zinc (NDZ) ou à effecteur de type activateur de transcription (TALEN) et des courtes répétitions palindromiques groupées et régulièrement espacées (CRISPR) pour modifier le génome des cellules. Ces nucléases produisent des cassures double brin (DSB) d’ADN spécifiques à un site, qui peuvent ensuite être réparées par l’assemblage de fin non homologue (NHEJ) imprécis et sujet aux erreurs (modèle de donneur/mutation ponctuelle précise) ou par des voies de réparation dirigées par l’homologie (HDR) (délétions/indels/insertions) conduisant à une mutagénèse ciblée. Il en résulte une population mixte de cellules présentant des erreurs d’indel hétérogènes et des fréquences d’édition alléliques variables. Ensuite, on mesure les fréquences d’édition génomique au niveau du locus souhaité. Les lignées cellulaires clonales isolent les cellules individuelles, qui sont ensuite dosées afin de vérifier l’événement d’édition génomique.
Avantages de l’utilisation de la dPCR sur nanoplaques pour la détection de l’édition génomique (CRISPR-Cas9)
- Sensibilité supérieure permettant de détecter des événements d’édition présents à des fréquences de 0,5 %
- Quantification absolue d’événements d’édition dans seulement 5 ng d’ADNg total
- Capacité à distinguer les modifications homozygotes et hétérozygotes dans les populations clonales
Quantification de banques NGS
La quantification des banques de séquençage de nouvelle génération est une étape essentielle pour l’utilisation optimale de vos cellules de flux. Il est prouvé que la surcharge ou la sous-charge d’une banque NGS à la suite d’une quantification imprécise de la banque affecte négativement la production et la qualité des données. L’utilisation de la PCR digitale pour déterminer la concentration absolue d’un pool de banques NGS peut être grandement bénéfique pour obtenir un rendement optimal et réduire le coût par échantillon.
Avantages de l’utilisation de la PCR digitale sur nanoplaques pour la quantification des banques NGS
- Quantification absolue de fragments de banque amplifiables sans biais d’amplification et sans biais standard avec des résultats en 2 heures, adaptée aux tests de routine
- Reproductibilité élevée et uniformité supérieure pour le pool de banques avec couverture de tous les types de banques Illumina avec un seul dosage
Quantification et interaction des protéines
La technologie de couplage par interactions protéine-protéine (Protein Interaction Coupling, PICO) d’Actome bénéficie du QIAcuity Digital PCR System pour offrir une approche particulièrement polyvalente et sensible afin de détecter et quantifier les protéines isolées et les interactions protéine-protéine. La technologie PICO traduit le statut complexe des protéines en codes-barres ADN qui peuvent être amplifiés et détectés à l’aide de la dPCR. C’est particulièrement utile pour examiner des voies cellulaires, rechercher des biomarqueurs protéiques, développer de nouveaux dosages pour la recherche pharmaceutique ou réaliser une analyse multiomique.
Avantages de l’utilisation de la dPCR sur nanoplaques pour la détection des protéines
- La seule technologie sur le marché pour quantifier les protéines avec la dPCR
- Détectez les protéines, les interactions protéine-protéine et les modifications post-traductionnelles au niveau de la cellule individuelle