Le matériel génétique peut être transféré aux cellules via des méthodes chimiques ou mécaniques : parmi celles-ci, la transfection biolistique est une technique applicable à une large variété de tissus, aussi bien in vivo qu’in vitro.

 Cette technique est basée sur la propulsion à très haute vitesse de particules, sur lesquelles ont été greffées de l’ADN, vers les tissus de surface ou sur des cellules en cours de développement sans aucune spécificité biochimique des particules  [1]. Cette technique a été initialement développée pour le domaine de la biologie végétale, où elle permet d’effectuer des transfections à travers des parois végétales [2]. Ses applications se sont ensuite étendues : elle peut en effet être utilisée aussi bien in vivo qu’in vitro, et dans la thérapie génique cutanée [3] [4].

La transfection biolistique a également de nombreux avantages comparativement aux autres techniques de transfection :

Les méthodes précédentes, contrairement à la biolistique, nécessitent des cellules à division rapide et ne peuvent être effectuées sur des cellules en fin de division telles que les neurones [7] [8]. De même, peu de ces méthodes sont adaptées à la transfection de tissus in vivo.

Le canon à ADN est également la seule méthode octroyant la possibilité d’effectuer des transferts de gènes dans des couches cellulaires profondes des tissus, passant à travers les barrières physiques, pouvant même atteindre la Stratum corneum (couche cornée), c’est-à-dire la couche la plus profonde de l’épiderme. Plusieurs transfections sont également effectuables sur le même échantillon, avec possibilité de co-transfecter plus de deux ADNs par « tir », sur un grand nombre de cellules, rapidement et facilement.

Cependant, l’intérêt majeur de cette technique est son efficacité. Une étude sur la transfection de culture de cellules cérébrales murines a indiqué que cette technique était 160 fois plus efficace que la lipofection, 189 fois plus efficace que l’électroporation et 450 fois plus efficace que la précipitation par phosphate de calcium lors de mesures de l’activité de la luciférase [9].

Bien que le coût des consommables utilisés par la machine soit relativement faible, l’inconvénient majeur est cependant le prix du canon à ADN.

Le canon à ADN représente une révolution dans le domaine de la transfection, diminuant les risques, la difficulté de manipulations et la spécificité cellulaire des cellules transfectées, tout en augmentant le taux de réussite des transfections. On peut ainsi imaginer que grâce à cet appareil, des recherches laborieuses et longues pourront être facilitées et qu’ainsi des domaines tels que la thérapie génique pourront connaître un nouvel essor.

 

Sources

[1] Klein TM, Wolf ED, Wu R, Sanford JC. High-velocity microprojectiles for delivering nucleic acids into living cells.Nature. 1987;327:70–73.

[2] Christou P, McCabe DE, Swain WF. Stable transformation of soybean callus by DNA-coated gold particles. Plant Physiol. 1988;87:671–674.

3. Lin M. The gene gun: current applications in cutaneous gene therapy. Int. J. Dermatol. 2000;39:161–170.

4. Yang CH, et al. Seeing the gene therapy: application of gene gun technique to transfect and decolour pigmented rat skin with human agouti signalling protein cDNA. Gene Ther. 2004;11:1033–1039.

[5] Harwood, Adrian J. Protocols for Gene Analysis. 1st. 31. Totowa, New Jersey: Humana Press, 1994. Print.

[6] Murakami T and Sunada Y. Plasmid DNA Gene Therapy by Electroporation: Principles and Recent Advances. Curr Gene Ther.2011 Oct 21;11(6).

[7] 5. O’Brien JA, et al. Modification to the hand-held gene gun: improvements for in vitro biolistic transfection of organotypic neuronal tissue. J. Neurosci. Methods.2001;112:57–64.

[8] O’Brien JA, et al. Biolistic transfection of neuronal cultures using a hand-held gene gun. Nat Protoc. 2006;1(2):977-981

[9] Wirth MJ, Wahle P. Biolistic transfection of organotypic cultures of rat visual cortex using a handheld device. J. Neurosci. Methods. 2003;125:45–54

Photo: par widdowquinn