A côté de la séquence sauvage (sonde de référence), on utilise plusieurs sondes identiques à une mutation près. Ces sondes vont couvrir l'ensemble des mutations potentielles (substitution, délétion, addition). De manière générale, l'analyse de substitutions (pour une position donnée) implique donc l'utilisation de quatre sondes, une pour la séquence sauvage et trois pour chacun des nucléotides pouvant se substituer au nucléotide original. Cela permet ainsi de repérer des séquences mutantes dans un échantillon test.

Dans le séquençage par hybridation, une séquence nucléotidique linéaire est considérée comme un ensemble de sous-séquences chevauchantes dont la détermination simultanée et le réassemblage au moyen d'un programme informatique spécifique permet la reconstitution de la séquence étudiée. Etant donnée l'invariabilité des sondes fixées aux puces dans le cadre du séquençage, une industrialisation de ces dernières serait possible et faciliterait grandement la tache des laboratoires.

La technique des micropuces à ADN permet de comparer les profils d'expression de deux populations de cellules. Trois catégories d'applications retiennent l'attention :

- La comparaison des profils d'expression entre des cellules présentant des phénotypes différents permet de découvrir les bases moléculaires de ces phénotypes. La comparaison de tissus sain et malade permet d'identifier les gènes dérégulés lors d'une maladie. Cette stratégie est largement utilisée par les laboratoires pharmaceutiques dans leur quête de nouveaux médicaments.

- La comparaison des profils d'expression au cours du temps est une source importante d'information pour comprendre des phénomènes comme la division cellulaire (Chu et al, Science 282 699).

- Une analyse des profils d'expression et de leurs corrélations permet aussi de découvrir de nouvelles interactions entre protéines. Ainsi, des gènes étant exprimés simultanément ou consécutivement dans différents contextes cellulaires ont une forte probabilité d'être fonctionnellement reliés et peuvent être régulés par les mêmes éléments biologiques (clustering de gènes).

Alors qu'un diagnostic en biologie moléculaire exige parfois plusieurs jours de travail, la réponse peut être apportée en quelques heures par l'utilisation d'une puce adéquate. L'intérêt de l'utilisation des puces à ADN dans le domaine du génotypage et du diagnostic repose sur la possibilité d'analyser en même temps un grand nombre de séquences :

Le diagnostic des maladies génétiques :

- analyse de toutes ou de la grande majorité des mutations décrites pour une même maladie héréditaire, à condition de connaître l'ensemble des mutations existantes;

- identification de gènes prédisposant à certaines maladies comme par exemple : la maladie de Parkinson , la lèpre, etc...

Etude d'oncogènes spécifiques :

Une caractérisation plus précise des mécanismes moléculaires des maladies pourra être obtenue, véritable carte d’identité de chaque tumeur. Ceci devrait permettre de :

- classer les différentes tumeurs malignes et analyser des mutations des gènes impliqués dans les cancers qui peuvent avoir différentes implications en terme de pathogénèse et de thérapeutique

- découvrir de nouveaux marqueurs diagnostiques et pronostiques, prédire les réponses aux chimiothérapies et aux radiothérapies, etdéboucher sur l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques, liés à des évènements importants dans la progression tumorale, et sur le développement de nouveaux médicaments.

À terme, il sera possible de proposer à chaque patient un traitement “ sur mesure ” à partir d’un nombre important de paramètres moléculaires et cliniques caractéristiques de la tumeur.

Le diagnostic des maladies infectieuses:

- détection en une seule étape des souches de micro-organismes ( exemple génotypage de mycobactéries: résultats en 4 à 5 H contre 3 à 4 semaines par une technique classique d'identification) et de leurs facteurs de virulence ou de résistance à certains traitements.

Analyse bactérienne de l'eau de consommation, détection des agents infectieux dans l'alimentation, l'air ou l'eau (Salmonella, Listeria, Legionnella).

.l’étude des résistances aux médicaments

Les puces à ADN permettront bientôt, par exemple, de controler les résistances du virus du sida à différentes molécules et ainsi d'adapter au plus juste les traitements. Certains d'entre eux ayant en effet de nombreux effets secondaires il est préferable de connaitre au préalable la pertinence de telle ou telle stratégie de traitement.