Résoudre le cas de la contamination par la RNase

La contamination par la RNase peut provoquer le chaos dans les laboratoires d'analyse de l'ARN. Quels sont ces problèmes et comment les résoudre ?

RNase : Le suspect habituel

La RNase est l'enzyme responsable de la dégradation de l'ARN dans les organismes vivants. Elles jouent un rôle clé dans la maturation des molécules d'ARN et constituent une première ligne de défense contre les virus contenant de l'ARN, ainsi que dans la dégradation des anciens ARN. Il existe de nombreux types différents de RNase, le principal type utilisé dans les laboratoires étant la RNase A, qui cible spécifiquement l'ARN monocaténaire.

La RNase A est généralement décrite comme l'une des enzymes les plus robustes utilisées en laboratoire. Les RNases sont généralement très riches en liaisons disulfure, ce qui en fait des enzymes incroyablement stables et qui peuvent même survivre à l'autoclavage.

Alors que la RNase est un composant nécessaire à de nombreux processus biologiques, elle est plutôt décrite comme une douleur et un obstacle pour ceux qui travaillent dans l'analyse de l'ARN.

Il est incroyablement facile de contaminer un laboratoire de séquençage de l'ARN avec de la RNase, mais il est notoirement difficile de garantir une éradication complète. Cela est dû à la présence de RNase environnementale dans des sources microbiennes présentes dans l'air ainsi que dans la peau, les cheveux ou la salive des humains.

Contamination : le crime

Pour que les expériences sur l'ARN soient réussies, il semble évident que les molécules d'ARN doivent être aussi intactes que possible. Cependant, en raison de l'interférence de la RNase, qui décompose rapidement les molécules d'ARN lorsqu'elle est présente, ce n'est souvent pas le cas. Les chercheurs peuvent alors se voir présenter des anomalies, des résultats incohérents, ce qui entraîne frustration et confusion.

"Les RNases sont omniprésentes et lorsqu'elles contaminent des surfaces critiques, elles peuvent poser des problèmes aux laboratoires engagés dans le séquençage et l'analyse de l'ARN. Des quantités infimes d'enzymes courantes, comme la RNase, peuvent rendre une série d'expériences inexactes. Les techniques standard de décontamination des équipements de laboratoire peuvent prendre des heures", commente Theresa Thompson, scientifique d'application chez Phoseon Technology (OR, USA).

Contamination par la RNase

Empêcher la présence physique de la RNase dans un laboratoire "normal" serait une attente irréaliste. Au contraire, gérer la situation de manière approfondie est une aspiration plus réaliste. Les chercheurs peuvent réduire au minimum les contaminations par la RNase en ouvrant fréquemment de nouveaux produits jetables et en utilisant de nouvelles paires de gants ; une situation qui peut sembler trop familière à l'analyste d'ARN toujours prudent. En outre, il est possible d'inactiver les molécules de RNase par diverses méthodes, en stoppant leur activité et en les rendant inutiles contre l'ARN.

Ces méthodes actuelles d'inactivation de la RNase ont tendance à être coûteuses, à prendre du temps et à générer des déchets. Elles comprennent le traitement DEPC de l'eau et l'autoclavage, la décontamination chimique des surfaces et le traitement chimique de l'équipement suivi du rinçage dans de l'eau exempte de RNase et de la cuisson de la verrerie.

Il est difficile de savoir quand un laboratoire est suffisamment propre. Il suffit qu'une pipette soit laissée sur un bureau pour que de la RNase se dépose sur des cellules cutanées ou que l'on commence à utiliser un équipement autoclavé pour qu'il se mette immédiatement à déduire de nouvelles molécules de RNase de l'air. Le passage à l'autoclave ne détruit pas non plus toute l'activité de la RNase, puisqu'elle peut conserver une activité partielle lors du refroidissement à température ambiante.

Si le nettoyage chimique peut désactiver l'enzyme, il laisse des résidus chimiques qui peuvent potentiellement contaminer l'expérience d'autres manières.

Il existe une nouvelle méthode de décontamination de la RNase qui a donné des résultats prometteurs et qui est rapide et sans produit chimique. La lumière UV peut inactiver la RNase de manière irréversible, des études ayant démontré que cela est possible en moins d'une minute.

Que la lumière soit !

Phoseon Technology a fait de l'utilisation de la lumière UV pour la décontamination de la RNase une nouvelle technologie :

" La technologie KeyPro™ est un système de décontamination des microplaques par diodes UV de haute intensité. Un réseau de diodes émet une lumière UV de haute intensité dans deux longueurs d'onde - 275 nm et 365 nm - dont il est prouvé qu'elles inactivent rapidement et de manière fiable la RNase. Lorsque le réseau balaie la chambre de décontamination, la lumière atteint toutes les zones exposées au sommet de la lame ou de la plaque", explique M. Thompson.

"L'inactivation complète des contaminants de laboratoire, y compris la RNase A, peut être réalisée par le système KeyPro en moins de 5 minutes et à une fraction du coût des méthodes traditionnelles."

La technologie KeyPro est actuellement destinée à la décontamination des microplaques, des lames préparatoires et des petites surfaces. Elle fonctionne grâce à un réseau de LED UV à balayage combiné à une plate-forme à hauteur réglable.

Le système KeyPro

L'utilisation de la lumière UV élimine une grande partie des problèmes associés aux méthodes actuelles de décontamination. Il n'est pas nécessaire de rincer à plusieurs reprises l'équipement avec de l'eau exempte de RNase et il n'y a pas de résidu chimique, ce qui réduit le temps et la contamination potentielle par d'autres voies. Le besoin de produits jetables est également moindre, ce qui réduit les coûts et les déchets.

Des études ont également montré que toutes les surfaces de laboratoire courantes, y compris le plastique, peuvent être décontaminées en toute sécurité grâce à l'utilisation de la lumière UV.

Il a été démontré que les protocoles qui peuvent en bénéficier comprennent plusieurs types de séquençage de l'ARN, le profilage des ribosomes et le séquençage des ARN de nouvelle génération.

On espère que cette technologie pourra être développée pour permettre la décontamination de pièces d'équipement plus importantes ainsi que la manipulation des longueurs d'onde de la lumière, comme l'a conclu M. Thompson :

"Un modèle avec une chambre plus grande est prévu pour une plus grande flexibilité dans les équipements qui peuvent être décontaminés. Au-delà, nous avons découvert que d'autres longueurs d'onde de la lumière peuvent être utilisées pour manipuler la fonction des biomolécules, comme accélérer l'activité enzymatique ou dénaturer sélectivement seulement certaines parties de la structure moléculaire d'une protéine."

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