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Comprendre le vivant dans son intimité : les défis posés par la biologie synthétique.

In Uncategorized on avril 25, 2011 at 10:08

Combinant les principes d’ingénierie et de biologie, la biologie synthétique ouvre la voie de la déconstruction/reconstruction de nouveaux systèmes biologiques. Bien que la naissance de ce domaine scientifique soit assez récente, le premier congrès officiel spécifique s’étant déroulé en 2004 au MIT, certains scientifiques  du XXe siècle avaient déjà entrevu ce qui se trouve au fondement même de la biologie synthétique aujourd’hui : la compréhension la plus poussée qui soit des mécanismes du vivant. Le biologiste français Stéphane Leduc, dans son ouvrage de 1912 La biologie synthétique, parlait justement d’une « science synthétique » lorsque la structure des objets d’analyse était entièrement mise à nu et qu’il devient possible pour le scientifique de recréer un objet identique, voire même modifié. Il n’est pas surprenant alors qu’en 2009 les équipes américaines de J. Craig Venter, se trouvant à la pointe de ce domaine, avaient malicieusement codé comme une citation du physicien Richard Feynman à l’intérieur d’un génome synthétique transplanté dans une enveloppe de levure : « Ce que je ne peux pas créer, je ne le comprends pas » (l’anecdote racontée ici avec plus de détails par le Dr Venter en personne).  À l’instar de cette figure emblématique de la génétique, des entreprises privées se développent dans ce champ aux Etats-Unis, encouragées récemment par le gouvernement américain. En effet, au mois de décembre dernier, la Commission présidentielle américaine sur la bioéthique avait publié un rapport autorisant ces recherches sur le territoire national, considérant que les risques posés par ce domaine n’étaient encore tangibles et appelant pour le moment à ce que les scientifiques soient transparents et raisonnables dans leurs travaux. Si l’administration américaine est sensible à l’évolution du domaine, qu’en est-il en France ?

A ma connaissance , aucune loi ne mentionne la biologie synthétique et ne pose des limites éthiques à sa manipulation (ce n’était même pas le cas dans l’étude d’impact du projet de loi sur la bioéthique). Cela prouve une certaine nonchalance politique française à développer ce domaine en encadrant ses risques potentiels. Le scientifique-fou a encore de beaux jours devant lui par conséquent s’il prend à la lettre l’article 5 de la Déclaration des Droits de l’Homme et du Citoyen de 1789 de valeur constitutionnelle : « La loi n’a le droit de défendre que les actions nuisibles à la société. Tout ce qui n’est pas défendu par la loi ne peut être empêché, et nul ne peut être contraint à faire ce qu’elle n’ordonne pas. »

Alors oui, la France est en net retard sur le champ de la biologie synthétique par rapport à son homologue américain. Pourtant, il faut se méfier des faux effets d’avance, surtout dans un domaine qui a su développer très tôt une culture de l’opensource. Le chercheur américain du MIT, Tom Knight, a alors participé dans le début des années 2000 au développement des BioBricks (Briques du vivant), son idée étant avec d’autres chercheurs (comme Drew Andy , ou encore Christopher Voigt) de standardiser à la manière de l’ingénierie toute construction biologique. Les biobricks sont donc constituées de séquences d’ADN de structure et fonction définies, dont l’assemblage permettrait de construire de nouvelles formes de vie. Les avancées effectuées par la communauté internationale, à l’aide notamment de « machines à synthétiser l’ADN » (disponibles à la vente sur eBay), sont mises en ligne dans des registres, chacun pouvant alors reprendre ses données pour repartir sur sa propre création. Dès 2003, un concours, l’IGEM (International Genetically Engineered Machine competition) encourageait les aficionados étudiants de la biologie synthétique en provenance des quatre coins de globe à venir concourir en démontrant leur imagination et leur audace dans leurs constructions. À ce propos une équipe francilienne en 2007 et une équipe de l’INSA de Lyon en 2010 ont été récompensées pour leurs travaux respectifs à ce concours, preuve que même sporadiquement les jeunes chercheurs français veulent s’investir dans ce domaine scientifique.

Il faut tout de même remarquer qu’une amorce de réflexion sur la biologie synthétique a débuté en France. En témoigne un compte-rendu d’étude de l’OPECST (Office Parlementaire d’Evaluation des Choix Scientiques et Technologiques) de février 2011 sur le sujet. Ce compte-rendu souligne surtout l’écart séparant les applications prometteuses de cette technologie dans les domaines de l’environnement, de l’énergie, de la médecine, et les réalisations possibles aujourd’hui. Cependant, en contraste avec les Etats-Unis, aucune de stratégie spécifique n’est établie pour orienter cette recherche en France, l’heure restant encore à l’évaluation et aux discussions.

En marge de toute circonspection, des nouvelles unités de recherche consacrées à la biologie synthétique se créent dans le monde : encore discrète, cette matière sera faire parler d’elle auprès du grand public dans la décennie à venir. Lorsque la technologie synthétique sera suffisamment maîtrisée, on pourra alors imaginer à terme des possibilités d’utilisation de cellules synthétiques dans des applications thérapeutiques dépassant celles des cellules souches. C’est bien normal car dans l’absolu, les seules limites de la biologie synthétique sont l’imagination…. et bien sûr l’éthique. Mais lorsque l’imagination des scientifiques s’emballe, voici un petit aperçu de ce que pourrait devenir par exemple votre Actimel du matin au contact de cette technologie (âmes sensibles, s’abstenir de cliquer).

Une question reste de connaître quels seront les moteurs de cette recherche sur le sol national pour les années à venir, même si l’on sait que la voie de la coopération entre pays de l’UE est déjà en cours. Bien qu’un modèle public garantit un meilleur encadrement des dérives potentielles liées à cette recherche, une transposition du modèle américain serait-elle envisageable en France ? Comment envisager de toute manière de se passer du secteur privé pour ce jeune domaine en période de gels des crédits publics, et donc de ceux attribués à la recherche (c’est le cas en UE, mais ça l’est aussi outre-Atlantique) ? Enfin, à quand peut-on escompter des prises de position politiques claires sur ce domaine ?

Pour plus d’informations sur la biologie synthétique, je vous conseille ce site en français.

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La technologie médicale sait aussi faire peau neuve.

In Uncategorized on mars 2, 2011 at 12:45

Chers amis lecteurs, n’ayant jamais douté de votre sagacité, laissez moi vous poser une question : quel est le point commun entre un pistolet à peinture et une imprimante ? Un indice : vous pourrez peut-être voir ces deux objets dans votre hôpital de demain. Enfin, des versions modifiées de ces appareils qui représentent deux solutions innovantes pour la médecine régénérative cutanée. Petite introduction.

Le pistolet pulvérisateur de cellules souches est sorti tout droit de l’imaginaire d’un professeur de l’Institut McGowan pour la médecine régénérative à Pittsburg, Jörg  C. Gerlach (lequel reprend d’ailleurs assez bien le cliché du scientifique-fou : cf. vidéo de présentation ci-dessous). Aidé par son équipe, il commença à mettre au point cette technique à partir de 2008, celle-ci mettant environ deux années pour s’avérer pleinement opérationnelle. Depuis, plus d’une douzaine de patients plus ou moins gravement brûlés ont été soignés avec succès par cet appareil en battant des records de vitesse pour régénérer la peau meurtrie. Comment tout cela fonctionne ?

Il faut rappeler que jusqu’à présent, les brûlures sont généralement traitées par des greffes de peau, ce qui implique de prendre des morceaux de peau à partir de pièces intactes du corps du patient, ou bien de mettre en culture des feuilles de peau artificielle, et de les greffer sur l’endroit brûlé. Les zones ainsi traitées peuvent prendre plusieurs semaines voire des mois à guérir, autant de temps pendant lequel le patient peut être exposé à des infections, la peau étant la première ligne de défense du corps contre les pathogènes.  La technique de pulvérisation pour soigner des brûlures au second degré a été conçue pour la première fois par la doctoresse australienne Fiona Wood qui dans les années 90 monta sa propre société (C3) pour commercialiser sa méthode du « jet sur la peau » de cellules préalablement mises en culture. Ce procédé refit parler de lui en 2002 lors des attentats de Bali en permettant de sauver la vie de nombreuses victimes. Cependant, l’invention du docteur Gerlach amène la régénération cutanée à un tout autre niveau. En isolant à partir des parties saines de la peau des cellules souches, qu’il mélange à une solution, puis sous contrôle d’un ordinateur, pulvérise sur la peau brûlée, la méthode s’avère on ne peut plus fiable et efficace. De la biopsie à la pulvérisation, seulement 90 minutes se sont écoulées environ, et à partir de là, ce n’est qu’une question de quelques jours pour que la peau soit régénérée.

Il semble pourtant que du côté du Centre Wake Forest pour la médecine régénérative, cette invention du pistolet pulvérisateur n’ait pas fait la meilleure impression.  Cette dernière fut plutôt réservée  à une « imprimante », laquelle munie d’un laser, joue  la carte de la précision absolue. Comme l’explique un des membres de l’équipe à l’origine de cette création : « Un laser parcourt d’abord la plaie, de sorte qu’une carte peut être créée pour diriger l’imprimante précisément sur la place de chaque type de cellule« . Pour l’anecdote, « l’imprimante-peau » est financée en partie par le ministère de la Défense américain qui espère emporter un jour cette technologie médicale sur le terrain militaire afin de soigner plus efficacement les troupes blessées. Néanmoins, l’équipe scientifique affirme qu’il faudra encore quelques années pour que cette idée soit concrétisée, l’imprimante étant encore testée pour le moment sur des souris.

Ces exemples de biotechnologies futuristes nous rappellent que l’innovation repose souvent sur une utilisation nouvelle de produits connus de tous. La médecine régénérative se transforme à toute allure de nos jours, c’est un fait, encore faudra-t-il savoir pour qui ? Ces objets étant présentés à l’état de prototypes, on ne connaît pour l’instant les intentions de commercialisation de leurs concepteurs, encore moins la fourchette de prix. Ce que vendent surtout ces hommes pour l’instant c’est du rêve, l’accès à ces nouvelles techniques en France restant illusoire. Mais savoir leur réalisation technique possible devrait davantage inspirer notre recherche nationale n’étant pas si à la traîne que cela sur ce sujet, et faire pression sur les autorités publiques pour qu’elles mettent autant que possible à la disposition du patient ce que la science offre de meilleur.

 

Lien : Vidéo de présentation du pistolet pulvérisateur réalisée par la chaîne National Geographic.