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Maladies respiratoires et coronavirus : la biologie de synthèse européenne avance

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Maladies respiratoires et coronavirus : la biologie de synthèse européenne avance
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Les bactéries de synthèse peuvent-elles aider à prévenir ou traiter des maladies respiratoires comme le Covid-19 ? Des chercheurs européens du Centre de Régulation Génomique à Barcelone travaillent depuis des années sur des vaccins synthétiques qui pourraient à terme, permettre de freiner le coronavirus.

Les scientifiques installés sur place participent à un vaste projet de recherche européen appelé MycoSynVac qui a pour objectif d'élaborer des vaccins dits intelligents contre les maladies respiratoires d'abord chez les animaux d'élevage, puis chez l'homme.

Au cœur de leur étude : la bactérie du genre Mycoplasma qu'ils ont transformée grâce à des techniques de pointe de biologie de synthèse. La même méthode pourrait être reprise pour développer un vaccin contre le Covid-19 en utilisant les protéines du virus comme antigènes.

​"L'une des stratégies consiste à utiliser ces protéines des virus comme vaccins pour entraîner notre système immunitaire à produire des anticorps : c'est ce qu'on appelle les "vaccins recombinants," explique María Lluch-Senar," experte en biotechnologie au CRG.

"Donc quand le virus apparaît, le système immunitaire sera capable de bloquer le virus et de l'éliminer, mais les défis sont immenses : c'est un processus long et coûteux et parfois, on a affaire non pas à une seule protéine du virus, mais à de nombreuses protéines différentes," reconnaît-elle.

"Nous pouvons tuer des bactéries qui infectent les poumons humains"

Les bactéries de synthèse non pathogènes élaborées dans ce laboratoire ont en effet été conçues pour stimuler la réponse immunitaire des animaux d'élevage.

Dès l'instant qu'un organisme simple est connu et créé, le langage universel de l'ADN permet d'envisager d'autres applications biologiques.

"Nous avons été capables d'exprimer des anticorps, mais aussi des molécules qui stimulent le système immunitaire et des enzymes," fait remarquer le coordinateur du projet Luis Serrano, directeur du CRG. "Nous pouvons tuer d'autres bactéries et même tuer des bactéries qui infectent les poumons humains," poursuit-il. "Aujourd'hui, l'idée, c'est d'être capable d'exprimer les protéines du coronavirus sur cette même bactérie : ces protéines pourraient au final se lier aux cellules des poumons humains et empêcher le virus d'entrer dans les cellules humaines," précise-t-il.

"Construire un nouveau génome qui n'a que les bons éléments utiles pour notre vaccin"

Transformer les bactéries en alliées du système immunitaire nécessite au préalable de les camoufler à l'intérieur de l'organisme. C'est essentiellement possible en modifiant le génome de la bactérie. Pour y parvenir, ces scientifiques bordelais partenaires du projet ont opté pour la levure.

"Puisque dans la bactérie Mycoplasma pneumoniae, nous n'avons pas beaucoup d'outils pour produire ce génome modifié, nous l'associons à la levure ; dans la levure, il existe de nombreux outils intéressants qui nous permettent de modifier ce génome," indique Yonathan Arfi, microbiologiste à l'INRAE.

"Donc en utilisant la levure, nous sommes capables de retirer ces mauvais gènes et d'insérer celui que nous voulons garder, donc la levure va construire pour nous, en suivant nos directives, un nouveau génome que nous appelons un génome synthétique qui n'a que les bons éléments que nous voulons avoir pour notre vaccin," ajoute-t-il.

​"Nous pouvons fournir des outils" dans la lutte contre le Covid-19

Concernant le coronavirus, l'équipe du projet estime que son savoir-faire en matière de biologie de synthèse pourrait générer des résultats significatifs dans certains champs d'études d'ici 18 mois environ.

"Le Covid-19 est là pour rester, il ne disparaîtra pas, il se comportera comme la grippe saisonnière," estime Luis Serrano. "Nous aurons besoin de vaccins chaque année, nous aurons besoin d'avoir des outils pour combattre l'infection quand on est atteint et notre approche peut fournir quelques-uns de ces outils," assure le coordinateur du projet MycoSynVaC.

Drone pictures courtesy of Biofaction.