Smart Biopreservation

DNAshell®

La technologie DNAshell® est fondée sur le confinement étanche des molécules d’ADN purifiées et dessiquées à l’abri des facteurs d’altération (eau, oxygène, lumière, xénobiotiques) sous atmosphère inerte (argon / hélium à <1ppm d’oxygène et d’eau) à l’intérieur de minicapsules métalliques inoxydables étanches (environ 0,7 cm3) pouvant être disposées dans des portoirs à 96 puits de type microplaque au format standard SBS (Standard of Biological Society).

  • La minicapsule DNAshell®, constituée d’un étui et d’un bouchon en acier inoxydable est rendue hermétique par soudure au laser. Elle contient un insert en verre.
  • Le volume utile de la minicapsule est de 200 µL
  • Le code 2D Datamatrix est gravé sur le bas de la capsule pour une identification facile, unique et automatisable à l’aide d’un lecteur 2D Datamatrix.
  • L’étanchéité de chaque capsule est contrôlée par un test à l’hélium basé sur la spectrométrie de masse.
  • Les minicapsules DNAshell® sont stockées dans leurs microplaques à température ambiante et sans besoin d’un dispositif de contrôle de la température ou de l’humidité.
  • Pour récupérer l’ADN, le bouchon est perforé à l’aide d’un désencapsuleur (voir accessoires) et l’échantillon est réhydraté par une  simple addition d’eau ou de solution tampon.

Pour conserver l’ADN à température ambiante, il ne suffit pas simplement de le déshydrater pour qu’il soit stable, encore faut-il qu’il soit rigoureusement maintenu à l’abri de ses facteurs d’altération.

Performance des DNAshells®


Droite d’Arrhenius (ADN)


Données tirées de Bonnet et al., Nucleic Acids Research, 2010

Modélisation de la stabilité de l’ADN

Imagene a établi une droite d’Arrhenius pour estimer la stabilité et donc la durée de conservation de l’ADN sec à température ambiante. Ce travail de référence a fait l’objet d’une publication dans le NAR citée plus de 70 fois dans la littérature.

Les conclusions sont que l’ADN, protégé de l’eau et de l’oxygène atmosphériques, est extrêmement stable.

Effet délétère de l’atmosphère (1)


Les données sur 32 semaines sont tirées de Colotte et al., Biopreservation and biobanking 2011. La cinétique a été poursuivie.

Effet dna 1

Imagene a confirmé la nécessité d’une protection absolue contre l’atmosphère en comparant la stabilité de l’ADN sec avec ou sans matrice dans les capsules DNAshell® et dans des tubes plastiques.

Effet délétère de l’atmosphère (2)


Issu de Colotte et al., Biopreservation and biobanking 2011

  • Quand on ne dénature pas les échantillons, on ne voit pas de dégradation même si elle est bien présente.
  • Avec ou sans matrice on a une excellente stabilité de l’ADN quand il est protégé de l’atmosphère. La matrice seule ne permet pas d’apporter la même stabilisation de l’ADN, seulement une meilleure récupération.

Quelles que soient l’origine et la méthode d’extraction


Travaux présentés à ISBER 2011 (Colotte et al.)

Des ADN ont été extraits à partir de plusieurs types de matériels biologiques sources, et par des méthodes d’extraction variées.

Les ADN ont été encapsulés et chauffés 30 h à 76°C, ce qui correspond à 100 ans de stockage à température ambiante.

Après chauffage et réhydratation des ADN, aucune dégradation n’est observée sur gel (après dénaturation pour révéler les coupures simple brin), et ce, quel que soit l’échantillon.

Le procédé DNAshell® est donc adapté à tout type d’ADN.

Evaluation par le BGI


Issu de Liu et al., 2015, Biopreservation and Biobanking

Des ADN issus de lignées ont été encapsulés et vieillis pendant 14 mois à température ambiante, ou pendant jusqu’à 8 jours à 60°C (ce qui correspond à 15 ans à température ambiante). Après réhydratation, la quantité et la pureté sont maintenues et comparables à celles de l’échantillon congelé contrôle.


Conservation de grands fragments


Issu de Clermont et al., 2013, Biopreservation and Biobanking

Pulsed field gel analysis of 20 human DNA samples stored in DNAshells® before (A) and after (B) 18 months at room temperature. T, Lambda ladder PFG marker; T', Midrange PFG marker. Wells 1-20 represent samples H01 to H20, respectively.

Des ADN humains de différentes qualités initiales ont été encapsulés et analysés, avant et après un stockage de 18 mois à température ambiante, par électrophorèse en champ pulsé.

La taille des ADN est conservée, quel que soit leur état initial.

Stabilité de l’amplifiabilité – fragment de 2kb


Issu de Clermont et al., 2013, Biopreservation and Biobanking

Amplification of the 16S rRNA gene (rss): baterial DNA sample B21 with (T) and without trehalose treatment, stored in DNAshells® for 30 hours at room temperature (RT) and at 76°C, 50% RH (30H76). A 10-µL aliquot of each PCR reaction was run on a 0.8% agarose gel stained with ethidium bromide. Primers A and H were used for amplification. Wells: 1. B21 30H76; 2. B21T 30H76; 3. B21 RT; 4. B21T RT; 5. Control DNA sample B21 stored frozen at -20°C.

Des ADN bactériens ont été encapsulés puis vieillis 30 h à 76°C (ce qui correspond à un stockage de 100 ans à température ambiante.

Après réhydratation, les échantillons ont été analysés par amplification d’un fragment de 2 kb du gène rRNA 16S, en parallèle d’un contrôle congelé. Tous les échantillons sont amplifiables même après simulation de 100 ans de stockage.

Amplifiabilité – comparaison interlaboratoire


Issu de Cayuela JM et al., Clinical Biochemistry 2015

Des contrôles d’ADN issus de lignées de la clonalité lymphoïde ont été encapsulés pour le GBMHM (10 µg par capsule), qui les a distribués à 3 laboratoires pour qu’ils comparent les résultats obtenus.

Tous les marqueurs recherchés (par PCR), ont été détectés.


Conservation de traces d’ADN


Travaux présentés à ESBB 2011 (Bonnet at al.)

Un échantillon d’ADN humain a été encapsulé et vieilli jusqu’à un équivalent de 100 ans, puis analysé par STR (empreintes génétiques) par le Service Central d’Analyses Génétiques de la Gendarmerie (SCAGGEND).

Une partie des profils STR est montrée ci-contre. Malgré une perte de signal par rapport au contrôle en solution, on note une excellente conservation de la qualité des profils.

D’autre part, un échantillon a été chauffé en présence d’humidité atmosphérique (RH),. L’échantillon n’est plus analysable, mettant en évidence l’effet délétère de l’eau sur la qualité des profils.

Au contraire, avec des mélanges de deux ADN (mixture), les profils restent parfaitement analysables même après un temps de stockage simulé de 100 ans à température ambiante.