Cette étude n’a pas impliqué de participants humains, de tissus humains ou d’expériences sur des animaux vivants ; Par conséquent, aucune approbation éthique formelle n’était requise. Toutes les procédures ont été menées conformément aux directives institutionnelles et nationales. Le plasmide mutant T790M a été synthétisé commercialement. Le sang de porc utilisé pour simuler des échantillons cliniques a été obtenu auprès d’un fournisseur certifié conformément aux réglementations sur le bien-être animal, sans aucune implication d’animaux vivants. Tous les autres réactifs, y compris les billes magnétiques, les amorces, les sondes et les enzymes PCR, ont été d’origine commerciale et utilisés selon les instructions des fabricants.
Extraction d’acides nucléiques
L’extraction des acides nucléiques a été réalisée à l’aide d’un kit d’extraction par billes magnétiques et d’un instrument d’extraction d’acides nucléiques entièrement automatique. La procédure standard consistait à ajouter 200 μL d’échantillon et 20 μL de protéinase K à la colonne 1 ou 7 de la plaque à puits profonds pré-remplie. Ensuite, 15 μL de billes magnétiques fournies avec le kit ont été ajoutés à la colonne 2 ou 8. Le programme d’extraction a été lancé sur l’instrument, avec le manchon magnétique placé à l’endroit désigné. Après l’extraction, le liquide de la colonne 6 ou 12 a été transféré dans un nouveau tube sans nucléase de 1,5 mL et stocké à -20 °C.
Afin d’optimiser l’extraction d’acides nucléiques cibles à faible concentration, des expériences d’optimisation ont été menées. Les paramètres d’extraction recommandés étaient les suivants : température de lyse de 70 °C, temps de lyse de 10 min, 1 min pour chacune des trois solutions de lavage, séchage de 2 min et élution de 3 min à 56 °C. Les paramètres les plus influents ont été systématiquement optimisés : la température de lyse (62 °C, 66 °C, 70 °C, 74 °C et 78 °C), le temps de lyse (1, 3, 5, 7 et 9 min) et la taille des billes magnétiques (100 nm, 200 nm, 300 nm, 400 nm, 500 nm et 1000 nm). Ces optimisations ont été réalisées à l’aide du plasmide mutant T790M à 1 × 105 copies/μL. Les billes magnétiques de 100 nm ont été fournies avec le kit d’extraction, tandis que les autres tailles de particules ont été obtenues auprès d’une société de biotechnologie. L’efficacité de chaque condition d’extraction a été évaluée en analysant les courbes d’amplification de la qPCR et les valeurs Ct des échantillons extraits. L’analyse statistique de ces résultats a été effectuée à l’aide d’un logiciel statistique.
ADN plasmidique standard
Le plasmide mutant T790M du gène EGFR a été synthétisé sur mesure par une société de biotechnologie. Quatre microgrammes de poudre de plasmide sec ont été remis en suspension dans 100 μL de tampon 1x TE. La concentration plasmidique a été déterminée à l’aide d’un spectrophotomètre. Le nombre de copies par microlitre a été calculé à l’aide de la formule suivante : Nombre de copies/μL = [(6,02 × 1023) × (concentration d’ADN (ng/μL) × 10-9)] / (longueur de l’ADN par paires de bases × 660). La concentration du fragment synthétisé était de 1,26 × 109 copies/μL. Ce plasmide mère a ensuite été dilué 126 fois pour obtenir une concentration de travail de 1 × 108 copies/μL.
Conception et synthèse de l’amorce
Les amorces et une sonde TaqMan pour la mutation EGFR T790M ont été conçues à l’aide de Primer 6 sur la base des principes de conception d’amorces standard. Amorce amont : 5′-CCTCACCTCCACCGTGC-3′ ; Amorce aval24 : 5′-AGGCAGCCGAAGGGCA-3′ ; Sonde : 5′-FAM-AGCTCATCACGCAGCTCA-BHQ1-3′. Toutes les amorces et sondes ont été synthétisées par un service commercial de synthèse d’oligonucléotides.
Mise en place et optimisation du système de détection quantitative par fluorescence ddPCR et TaqMan
Un stock plasmidique T790M de 1 × 108 copies/μL a été dilué à 1 × 106 copies/μL à l’aide d’un tampon TE 1× pour une utilisation dans les expériences d’optimisation des systèmes ddPCR et qPCR.
Optimisation du système ddPCR : Le système ddPCR a été optimisé sur la base des recommandations du fabricant de l’enzyme. Le système initial recommandé comprenait : 7,5 μL de 4 mélanges PCR, 1,2 à 3 μL d’amorce en amont (10 μM), 1,2 à 3 μL d’amorce en aval (10 μM), 0,3 à 1,8 μL de sonde (10 μM), 1 à 15 μL de matrice d’ADN et de l’eau exempte de nucléases jusqu’à un volume final de 30 μL. Le cycle d’amplification recommandé comprenait un premier cycle de 10 min à 95 °C, suivi de 40 cycles de 30 s à 94 °C et de 60 s à 55-65 °C. La température de recuit (55-61,8 °C), la concentration de l’amorce (1-3 μL), la concentration de la sonde (0,75-1,75 μL) et la concentration de la matrice (3-15 μL) ont été systématiquement optimisées. Les résultats de l’optimisation ont été analysés statistiquement à l’aide d’un logiciel statistique.
Optimisation du système qPCR : Le système qPCR a été optimisé selon les recommandations du fabricant de l’enzyme. Le système initial suggéré comprenait : 5 μL de polymérase Taq, 0,45 μL de 250 mM de MgCl2, 0,5 à 2,5 μL d’amorce directe (10 μM), 0,5 à 2,5 μL d’amorce inverse (10 μM), 0,5 à 2,5 μL de sonde (10 μM), 5 μL d’échantillon d’ADN et de l’eau sans nucléase jusqu’à un volume final de 25 μL. Le programme d’amplification recommandé était de 5 min à 95°C ; suivi de 45 cycles de 15 s à 95 °C et de 30 s à 56-64 °C, avec collecte de fluorescence à 56-64 °C. La température de recuit (56-64 °C), la concentration de l’amorce (1-3 μL), la concentration de la sonde (0,5-2,5 μL) et la concentration de la matrice (1-5 μL) ont été optimisées. L’analyse statistique de ces résultats a été effectuée à l’aide d’un logiciel statistique.
test de sensibilité PCR quantitatif ddPCR et fluorescence Taqman
Pour évaluer la sensibilité de la ddPCR par rapport à la qPCR, le plasmide T790M de 1 × 108 copies/μL a été dilué 10 fois en série à l’aide d’un tampon TE 1x pour créer un gradient de concentration allant de 106 à 101 copies/μL. Pour la ddPCR, sept solutions réactionnelles ont été préparées selon le système ddPCR optimisé, une pour chaque concentration, y compris un contrôle négatif. Les échantillons ont été chargés sur une puce génératrice de microgouttelettes et traités avec un instrument de génération de gouttelettes pour générer des microgouttelettes. Ces gouttelettes ont ensuite été amplifiées à l’aide d’un thermocycleur PCR, puis analysées par un instrument de détection PCR numérique. Parallèlement, sept solutions réactionnelles ont été préparées sur la base du système qPCR optimisé, avec des matrices identiques. Celles-ci ont été exécutées sur un instrument de PCR en temps réel pour évaluer les sensibilités respectives des deux approches (n = 3).
Tests de répétabilité ddPCR
Pour évaluer la répétabilité, l’ADN plasmidique standard T790M à 1 × 108 copies/μL a été dilué pour générer des étalons de concentration élevée (1 × 106 copies/μL), moyenne (1 × 104 copies/μL) et faible (1 × 102 copies/μL). Six solutions de réaction ont été préparées selon le système ddPCR optimisé. Les échantillons ont été chargés sur une puce génératrice de microgouttelettes et traités à l’aide d’un instrument de génération de gouttelettes pour former des microgouttelettes. Les microgouttelettes ont ensuite été amplifiées à l’aide d’un thermocycleur et analysées par un instrument de détection PCR numérique. Un témoin négatif a été inclus. L’expérience a été réalisée en trois exemplaires. La reproductibilité a été évaluée en comparant les profils d’amplification et en calculant les valeurs du coefficient de variation (CV) des trois répétitions expérimentales.
Test d’échantillons analogiques
Afin de tester la fiabilité des systèmes ddPCR et qPCR de la mutation T790M, nous avons utilisé du sang de porc mélangé au hasard avec des concentrations élevées et faibles de plasmides standard de mutation T790M respectivement, et du sang de porc sans plasmides standard mélangés a été utilisé comme échantillons négatifs, et 15 échantillons simulés ont été préparés au hasard, et de l’acide nucléique a été extrait des échantillons simulés, et détecté à l’aide des méthodes ddPCR et qPCR, respectivement.
Analyse statistique
Toutes les expériences ont été réalisées dans au moins trois répétitions techniques. Les données sont présentées sous forme de moyenne ± d’écart-type (ET). Les analyses statistiques ont été effectuées à l’aide du logiciel GraphPad Prism 10. Les différences entre les groupes ont été analysées à l’aide du test t de Student ou de l’analyse de variance à un facteur (ANOVA), selon le cas. Une valeur p inférieure à 0,05 a été considérée comme statistiquement significative.