Le séquençage ADN à bas coût, une révolution fabuleuse... et dangereuse La chute vertigineuse du coût du séquençage ADN

Le prix "Genomics X prize", lancé par le biologiste et homme d'affaires Craig Venters, devait récompenser celui qui parviendrait à réaliser le séquençage de 100 génomes humains en moins de 30 jours. La première édition, prévue pour 2013, a tout simplement été annulée. Motif : l'objectif a déjà largement été dépassé.

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Le MinION d'Oxford Nanopore, un séquenceur ADN pas plus gros qu'une clé USB © Oxford Nanopore

Il a fallu 13 ans, de 1990 à 2003, et 3 milliards de dollars pour décrypter les 3 millions de paires de nucléotides, les "lettres" qui composent l'ADN humain (le "Human Genome Project"). Aujourd'hui, les machines les plus performantes permettent de réaliser la même opération en quelques heures et pour moins de 1 000 dollars, et certains annoncent des prix de 200 à 300 dollars pour bientôt. 

"A ce tarif, qui s'aligne sur le coût de la plupart des examens hospitaliers, le séquençage deviendra bientôt aussi banal qu'une prise de sang", pronostique Denis Milan, directeur de la plate-forme de séquençage GeT-PlaGe à Toulouse. "Demain, chacun aura peut-être un séquenceur ADN chez soi", imagine Marc Rajaud, fondateur de la start-up GenoSplice spécialisée dans l'analyse des données.

Bientôt "aussi banal qu'une prise de sang" ?

La véritable rupture est intervenue en 2007 avec le premier séquenceur à haut débit 454 de Roche, 500 fois plus rapide et 50 fois moins cher que la technique dite "de Sanger" utilisée jusqu'ici. Les débits ont été très rapidement multipliés par 100 puis 1 000 grâce notamment à la lecture de plusieurs séquences d'ADN en parallèle et à des systèmes de correction automatique des erreurs. Ces dernières années, c'est Illumina qui détenait un quasi-monopole sur les machines à séquençage. La société américaine a vendu 826 exemplaires de sa machine HiSeq 2 000 dans le monde, et vient de sortir sa petite dernière, la HiSeqX. Un méga ordinateur capable de décrypter 1,8 térabits de données en 3 jours, soit l'équivalent de 16 génomes humains. Illumina prétend ainsi pouvoir établir 18 000 génomes par an pour un coût inférieur à 1 000 euros chacun. Une machine encore réservée pour l'instant à des organismes de recherche car elle coûte tout de même la bagatelle de 10 millions de dollars pièce. Mais il ne fait aucun doute que les prix vont continuer à chuter.

l'effondrement du coût de séquençage d'un génome humain n'a pris que quelques
L'effondrement du coût de séquençage d'un génome humain n'a pris que quelques années. © JDN

Reste que l'amélioration du rendement s'est accompagnée d'une baisse de la qualité. "Les séquences analysées sont plus courtes et génèrent des taux d'erreurs plus fréquents", met en garde Arnaud Lemainque, responsable du plateau technique de séquençage au Genoscope, un centre de recherche du CEA. Ce qui oblige à un gros travail post-séquençage pour "recoller" les bouts d'ADN analysés.

D'où l'espoir suscité par la technologie présentée en février 2014 par Oxford Nanopore Technologies (ONT). Plutôt que de "lire" l'ADN avec une technique optique, il s'agit ici de mesurer le flux électrique des fragments ADN passant à travers un pore biologique. Un système plus rapide, qui lit des brins d'ADN plus longs et qui permet d'analyser certaines séquences invisibles par les machines actuelles. La start-up britannique a développé un prototype de séquenceur pas plus gros qu'une clé USB qui coûte à peine 1 000 euros. Plusieurs laboratoires de recherche ont déjà reçu un exemplaire pour poursuivre les tests.

CEA