Polyvalence et simplicité… La gamme QIAcuity QIAGEN révolutionne l’analyse de vos acides nucléiques !
La PCR fait partie de votre quotidien au laboratoire et la qPCR vous est sans doute aussi familière. Mais avez-vous exploré tout le potentiel de la PCR digitale (dPCR), y compris pour vos applications les plus classiques ?
Introduite dans les années 1990 avec l’utilisation de plaques 96 puits pour gagner en sensibilité, cette technologie a connu un tournant majeur il y a une quinzaine d’années avec l’émergence de la droplet digital PCR (ddPCR), divisant les échantillons en milliers de microgouttelettes. Une avancée certes révolutionnaire à l’époque en termes de performance, mais aujourd’hui encore souvent restreinte aux applications les plus pointues du fait de certaines limites économiques et techniques : protocoles complexes, nombreuses manipulations, variabilité possible de la taille des partitions et risque de fusion des gouttelettes...
C’est là que QIAGEN, leader mondial dans l’extraction, la purification et l’analyse des acides nucléiques, fort de plus de 40 ans d’expertise et d’innovation, fait toute la différence ! Avec une approche entièrement repensée et totalement intégrée de la dPCR, l’entreprise lance en 2020 la gamme QIAcuity. Basée sur la distribution des échantillons dans des partitions solides, la solution QIAGEN maximise sensibilité, robustesse et reproductibilité, tout en mettant l’accent sur la simplicité d’utilisation, la polyvalence et la rapidité des résultats. Décryptage des atouts de la dPCR QIAGEN, face aux autres technologies PCR, qPCR et ddPCR…
Un gain de sensibilité considérable par rapport à la qPCR
Petit par la taille, impressionnant par son concept et ses atouts disruptifs, QIAcuity révolutionne l’analyse quantitative de vos acides nucléiques. L’instrument se décline en plusieurs versions, proposant 1, 4 ou 8 plaques interchangeables sur la même plateforme, pour différents formats compatibles avec ceux de la qPCR (8, 24 ou 96 puits) et deux familles de partitions (26 000 ou 8 500).
Le modèle 4 plaques existe également en version QIAcuityDx, conforme au Règlement Européen sur les dispositifs médicaux de diagnostic in vitro (IVDR), pour des applications cliniques en oncologie ou en infectiologie.
« La force de la PCR digitale QIAGEN réside en effet dans sa capacité à partitionner le mix réactionnel en milliers de petites unités de moins d’un nanolitre, soit autant de réactions individuelles intégrant une, plusieurs, voire aucune molécule cible », présente Sébastien AVIZOU, Professional Market Development dPCR QIAGEN France. « Un mix réactionnel de 40 µl permet ainsi l’obtention de 26 000 nanopartitions, et 12 µl pour 8 500 partitions. »
Cette approche de PCR en point final - qui ne nécessite ni courbes d’étalonnage, ni réplicas techniques - offre plusieurs avantages décisifs par rapport à la qPCR, à commencer par l’amélioration de la sensibilité et de la précision. Avec QIAcuity, la détection, par exemple de variations d’expression génique ou de mutations rares, peut être réalisée avec une résolution atteignant 0,1 CT (cycle seuil), contre environ 1 CT pour la qPCR. Autrement dit, il est désormais possible de détecter des changements de seulement 10 % dans l’expression d’un gène. Une prouesse dans le domaine de la quantification absolue, bien au-delà des capacités de la qPCR classique !
« La concentration de l’échantillon et des cibles dans les nanopartitions favorise la réaction enzymatique et l'hybridation des oligonucléotides », explique M. AVIZOU. « Entre ces derniers, l’effet de compétition fréquemment observé en qPCR lorsqu’un même puits héberge plusieurs cibles, est considérablement diminué. Résultat ? QIAcuity permet le multiplexage jusqu’à huit couleurs ou douze cibles, pour la réalisation d’analyses complexes sans compromettre les performances de la quantification. »
Précisons également que le système QIAGEN, en compartimentant les inhibiteurs dans de multiples partitions, permet d’atténuer significativement leur impact sur l’amplification des cibles, garantissant ainsi des résultats reproductibles et fiables, y compris pour des échantillons difficiles, tels que les matrices alimentaires, les eaux usées ou les échantillons cliniques riches en ADN génomique.
Une grande simplicité d’utilisation et des résultats d’analyse en seulement 2h !
Le protocole de la dPCR QIAGEN est extrêmement simple : l’opérateur mélange le mix dédié à ses échantillons et oligonucléoides – identiques à ceux d’une qPCR -, puis le dépose dans la plaque et scelle cette dernière avec un film élastique ultra résistant. « L’utilisation de ce film scellé présente un atout majeur en termes de sécurité en prévenant toute contamination et permet par ailleurs d’assurer une répartition précise du mix réactionnel dans des nanopartitions préfabriquées », précise M. AVIZOU. « C'est en effet une nouvelle grande différence par rapport aux autres systèmes PCR du marché : nos chambres sont moulées et contrôlées en usine par laser pour garantir leur parfaite homogénéité. La robustesse et la reproductibilité des analyses sont totales, à l’inverse des techniques PCR par gouttelettes où la génération extemporanée des nano-réacteurs peut créer une certaine variabilité. »
QIAcuity se charge ainsi du partitionnement à l’aide de petits pistons appliquant une pression maîtrisée sur le film élastique, puis d’un rouleau permettant d’individualiser chacune des partitions. L’absence d’huile et de pompe constitue un atout supplémentaire, non seulement sur le plan écoresponsable et de la simplicité d’utilisation, mais aussi en matière de niveau sonore, réduit à moins de 55 dB avec les solutions QIAcuity, contre 70 dB avec certains équipements du marché.
La plaque est ensuite automatiquement transférée pour amplification sur un thermocycleur, puis lue par un scanner doté d’une LED multi-filtres [six filtres dont cinq pour les cibles et un sixième pour le fluorophore de référence]. Une caméra enregistre alors l'entièreté de la fluorescence émise par les partitions positives et négatives. Le tout de façon totalement intégrée, en environ deux heures !
« Le workflow du QIAcuity est celui de la qPCR. Les temps d’analyses sont ainsi considérablement réduits comparés aux 5 à 6 heures que nécessite la digital droplet PCR (ddPCR) », souligne M. AVIZOU.
Flexibilité et polyvalence : 26 000 versus 8 500 partitions !
La PCR digitale QIAGEN, c’est également une grande modularité offrant une flexibilité et une grande polyvalence pour une quantification absolue :
→ 26 000 partitions pour la haute sensibilité, adaptée en particulier à la transcription de tous les protocoles jusque-là validés en ddPCR comme la détection de mutations rares, les biopsies liquides, l’analyse du microbiome et quantification de pathogènes, les analyses sur les sols et les eaux usées, les fèces ou encore les plantes… Partout où la qPCR trouve ses limites, du fait notamment de matrices trop riches en inhibiteurs !
→ 8 500 partitions pour des analyses réalisables en qPCR, telles que la quantification de la variation du nombre de copies (CNV), de l’expression génique ou des AAV (Adeno-Virus Associés), dont vous souhaitez simplifier les procédés et augmenter encore la sensibilité et la résolution.
« La dPCR classique, complexe et limitée aux analyses les plus pointues, c’est fini ! », déclare Sébastien AVIZOU. « Avec la possibilité de travailler en 8 500 partitions, en version 5 ou 2 couleurs, QIAcuity permet en effet d’accéder à la PCR digitale et à tous ses atouts en termes de performance et de simplicité de mise en œuvre, sans gamme standard ni réplica technique, pour un coût de fonctionnement équivalent ou inférieur à celui de la qPCR ».
A noter également la capacité du QIAcuity à multiplexer jusqu’à 8 couleurs ou 12 cibles dans le même puits. Dans une même plaque, il est également possible d’utiliser plusieurs mix dont la température d'amplification est identique.
Autres champs d’applications accessibles : la quantification ultrasensible de protéines. « Cette technologie, développée par une société partenaire (Actome), s’appuie sur le workflow classique du QIAcuity pour étudier les interactions protéiques, elle peut permettre deux à quatre logs de sensibilité supplémentaire par rapport à un western blot », précise Sébastien AVIZOU.
Automatisation totale et plate-forme partagée
Au-delà de ses performances analytiques, QIAcuity se distingue par une automatisation complète. Pour QIAcuity 4 et QIAcuity 8, différents protocoles et plusieurs plaques peuvent ainsi être traités en continu grâce à son système de chargement automatique et de lecture associés. Un atout clé pour les équipes souhaitant partager l’utilisation de la plateforme ou accroître leur débit d’analyses, d’autant plus appréciable que l’instrument permet de préparer les plaques plusieurs heures à l'avance et de les stocker jusqu’à une semaine à 4°C pour une relecture aisée.
Le logiciel CFR 21 Part 11, inclus avec l’instrument, garantit par ailleurs une traçabilité totale des données. Facilitant la programmation et l’analyse des résultats, il intègre notamment un gradient de température pour les phases d’optimisation et permet de réaliser une matrice de compensation customisée pour le multiplexage.
Enfin, pour vous faire gagner un temps précieux dans la préparation de vos protocoles, QIAGEN met à votre disposition, sur la plateforme GeneGlobe, une large gamme de mix et d’oligos spécialement optimisés pour le QIAcuity. Des milliers d’essais sont ainsi pré-validés, y compris en multiplexage, dans des domaines aussi divers que l’ADN résiduel et la quantification d’expression génique, la détection de mycoplasmes, de mutations rares ou encore de virus et de microbes où plus de 800 cibles sont référencées (bactéries, champignons, virus et virulence ou résistance aux antibiotiques…). Des solutions clés en main qui facilitent encore davantage la transition de vos protocoles de la qPCR vers la dPCR QIAGEN.
Une solution pensée pour le laboratoire moderne : compacte, écoresponsable et à coût compétitif !
QIAcuity, c’est également un avantage important pour votre laboratoire en termes de compacité et de robustesse opérationnelle. Avec seulement 38 cm de large pour la version 1 plaque, et 60 cm pour les modèles 4 et 8 plaques, l’appareil s’intègre aisément sur votre paillasse. La compacité et la robustesse du QIAcuity, associées à son installation rapide et sa simplicité de mise en œuvre en font d’ailleurs un équipement idéal pour la formation, y compris pour les utilisateurs novices.
Quelques mots pour finir tout aussi importants sur l’attention portée par QIAGEN à réduire l’empreinte environnementale de ses activités. De la paille et du carton utilisés en remplacement du polystyrène expansé dans ses emballages, à la concentration de ses solutions tampon et la réduction de la taille de ses kits pour minimiser l’usage du carton et du plastique, les initiatives sont nombreuses. QIAcuity s’inscrit pleinement dans cette démarche avec une économie substantielle de réactifs et de consommables - qui permet également de diminuer les coûts d’exploitation - et ne génère pour seuls déchets de fonctionnement que les nanoplaques,le mix réactionnel et le film de scellage, bien loin des volumes produits par les autres techniques PCR digitales, souvent gourmandes en huiles…
Une nouvelle ère pour la PCR digitale portée par QIAGEN et ses 40 ans d’expertise, au service des laboratoires
La société QIAGEN ne se contente pas d’améliorer techniquement la PCR digitale : elle révolutionne la manière dont les laboratoires abordent l’analyse des acides nucléiques ! En alliant performance, rapidité et simplicité d’utilisation, QIAcuity ouvre la voie à des applications jusqu’ici réservées à des technologies complexes et onéreuses, tout en faisant aussi profiter les analyses plus classiques d’une performance et d’une vitesse de traitement accrues, et ceci pour un coût de fonctionnement optimisé !
Recherche fondamentale, R&D et contrôle qualité sont directement concernés, dans des secteurs aussi variés que la pharmaceutique et les biotechnologies, l’environnement ou encore l’agroalimentaire. Les experts QIAGEN sont à vos côtés pour vous accompagner dans la découverte et la mise en œuvre de la PCR digitale.
Vous souhaitez en savoir plus sur QIAcuity et explorer tout le potentiel de cette technologie révolutionnaire sur vos propres échantillons ?
Découvrez dès maintenant les 8 raisons clés de passer à la dPCR QIAcuity et contactez l’équipe QIAGEN France pour organiser une démonstration au sein même de votre laboratoire ou participer au prochain séminaire organisé dans votre région !
Contact :
sebastien.avizou@qiagen.com
www.qiagen.com/fr-fr/applications/digital-pcr
S. DENIS
© La Gazette du Laboratoire
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