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Une enquête scientifique pour des résultats plus reproductibles

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Publié le mercredi 13 juin 2018

Des traces de matériel génétique étranger non-humain trouvées dans des échantillons de sang humain ? Il s’avère que ce n’est pas une nouvelle découverte scientifique ; le matériel de laboratoire était contaminé. Le professeur associé Paul Wilmes et son équipe du Luxembourg Center for Systems Biomedicine (LCSB) de l’Université du Luxembourg racontent ce résultat inattendu dans un article publié dans le journal scientifique BMC Biology.

Les chercheurs ont méticuleusement enquêté pour trouver l’origine de ces fragments d’ARN inexpliqués et ont fini par en identifier la source : un kit d’extraction d’ARN largement utilisé dans les laboratoires de recherche. Leurs résultats soulèvent la question de la validité des nombreuses études scientifiques dans lesquelles ce kit a été utilisé ces dernières années. Suite à ces travaux, le leader mondial qui fabrique les kits a collaboré avec le groupe de recherche du LCSB pour éviter toute future contamination de son matériel, ce qui devrait dorénavant garantir des résultats expérimentaux fiables.

L’origine de cette découverte par le groupe Eco-Systems Biology du LCSB mené par Paul Wilmes remonte à plusieurs années : les chercheurs avaient alors découvert la présence de petits ARN dans des échantillons de selles humaines. Un résultat enthousiasmant au démarrage car ces petits ARN jouent un rôle important dans l’organisme. Ils sont, par exemple, impliqués dans la régulation de l’expression des gènes, et, dans certaines maladies, comme le cancer, les petits ARN humains semblent être dérégulés.

Les chercheurs ont étudié les petites molécules trouvées dans les échantillons et les ont comparées à des petits ARN déjà connus dans le sang humain. « Nous avons trouvé que plus de la moitié des petits ARN que nous avions isolés à partir de sang humain avaient une origine non-humaine. Ils provenaient de bactéries, de champignons, d’aliments ou même de moustiques, » explique Paul Wilmes. « Au début, nous avons pensé que c’était un résultat intéressant, » continue-t-il. L’hypothèse à ce moment-là était la suivante : ces ARN sont issus d’organismes étrangers présents dans l’intestin et pénètrent dans la circulation sanguine à partir de là. Si cette idée se confirmait, ce serait non seulement un progrès important par rapport aux connaissances actuelles mais aussi une découverte avec des conséquences pratiques considérables. Ces molécules pourraient alors être utilisées en tant que biomarqueurs pour de nombreuses maladies. Une simple analyse sanguine permettrait aux chercheurs et médecins d’avoir un aperçu des processus biologiques en cours dans l’intestin.

Contamination de kits utilisés en laboratoire

Les scientifiques luxembourgeois ont poursuivi leur théorie plus avant. Ils ont analysé plus en détails la composition exacte de ces petites molécules et ont finalement commencé à avoir des doutes. « Nous avons trouvé des traces d’ARN provenant d’organismes que l’on ne s’attend vraiment pas à trouver dans l’organisme humain, comme des algues ou des bactéries aquatiques, » détaille Paul Wilmes. « Cela commençait à n’avoir aucun sens. » L’équipe a alors décidé de tester le matériel de laboratoire et les réactifs utilisés pour isoler les ARN présents dans le sang. De nombreuses et méticuleuses analyses plus tard, il était clair que les énigmatiques petits ARN provenaient de la partie en silicone des colonnes au travers desquelles les échantillons liquides sont passés afin d’isoler l’ARN. Ils y restaient attachés. « Quand j’ai commencé les expériences, j’étais vraiment inquiète, » explique le Dr Anna Heintz-Buschart qui a joué un rôle majeur dans cette enquête. « C’est le cauchemar de tout chercheur travaillant en laboratoire de réaliser que l’on n’a peut-être pas travaillé aussi prudemment que l’on aurait dû. »

En dehors du soulagement de savoir qu’ils n’étaient pas eux-mêmes la cause de la contamination, la frustration est l’autre sentiment qui a submergé l’équipe. La découverte de ce défaut dans les kits d’extraction a en effet mis à bas une partie de leurs propres travaux. Cependant, ils ne sont pas les seuls dans ce cas : en examinant la littérature scientifique et les jeux de données d’autres chercheurs, ils ont trouvé exactement le même type de contamination que celle qu’ils ont observé. Les résultats de ces études doivent donc maintenant être réévalués.

Le fabricant des colonnes a depuis révisé ses kits. L’équipe de Paul Wilmes a développé des recommandations générales détaillant comment éviter toute contamination lors de l’isolation des ARN. De cette façon, rien ne fera plus obstacle à l’obtention de résultats exploitables avec ces colonnes d’extraction. « Nos travaux montrent à quel point les chercheurs doivent examiner leurs propres résultats de façon critique, surtout en biologie, » souligne Paul Wilmes. « Il est possible qu’un résultat majeur ne puisse pas être reproduit, simplement parce qu’une partie de la procédure expérimentale n’était pas fiable. Des études comme la nôtre sont essentielles pour garantir la reproductibilité dans le futur. »

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Heintz-Buschart et al. Small RNA profiling of low biomass samples: identification and removal of contaminants. BMC Biology (2018) 16:52, doi:10.1186/s12915-018-0522-7
Cette publication est disponible sur ORBilu.

Projet d'origine financé par le programme POC du Fonds National de la Recherche (FNR). Le professeur associé Paul Wilmes est un FNR ATTRACT Fellow.

Pour en savoir plus sur cette étude, retrouvez un article détaillé sur le site web du Fonds National de la Recherche (FNR).

© Université du Luxembourg

 

Das Projekt an dem das Forscherteam gearbeitet hat als die Verunreinigungen entdeckt wurden, war ein vom FNR-finanziertes POC Projekt. Paul Wilmes ist ein FNR Attract Fellow.