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Ces dernières années la biologie synthétique a pris une place importante dans les recherches scientifiques. Elle a permis de développer des méthodes diagnostiques ainsi que des thérapies à base de bactéries synthétiques pour prendre en charge plusieurs maladies et de nombreux espoirs thérapeutiques repose encore sur elle.

 

1. La biologie synthétique, une discipline émergente

 

En 2010, la première bactérie synthétique « Synthia » est créé par le J. Craig Venter Institute, après quinze années de travail pour développer les technologies nécessaires à la transplantation du génome.

Pour réussir ce projet, il a fallu que les chercheurs achètent de nombreux fragments d’ADN et les assemblent via des cellules de levure puis des bactéries de type Escherichia coli. Après plusieurs manipulations techniques pointues, Synthia est née et possède le plus gros morceau d'ADN jamais conçu en laboratoire.1

Depuis quelques années, la biologie synthétique prend de l’ampleur. Son potentiel est considérable car elle participe aux méthodes diagnostiques et aux traitements de plusieurs maladies ainsi qu’au développement de vaccins.2

Il s’agit d’une discipline émergente dont le but est de créer de nouvelles fonctions biologiques à partir des connaissances acquises sur le séquençage et la synthèse de l’ADN notamment.3

 

2. Les applications de la biologie de synthèse, vers une médecine personnalisée ?

 

Les applications les plus connues de la biologie synthétique en médecine sont la production d’hydrocortisone et d’artémisinine. Cette dernière est une molécule connue pour traiter les formes sévères de paludisme et est naturellement produite par une plante d’origine chinoise mais soumise aux aléas climatiques. La biologie synthétique a pu développer une levure génétique modifiée capable de modifier le sucre en précurseur d’artémisinine.4

L’utilisation d’une bactérie génétiquement modifiée semble tout particulièrement intéressante dans la prise en charge de pathologies digestives. Pour ce faire, il est requis d’introduire le gène intéressant au sein de la bactérie lactique puis de l’associer avec un promoteur actif dans l’appareil digestif.5

La biologie de synthèse peut également être très utile dans la prise en charge des cancers. En effet, des chercheurs de l’institut Pasteur ont récemment identifié deux espèces bactériennes l’Enterococcus hirae et la Barnesiella intestinihominis au sein de notre organisme. Ces deux espèces optimiseraient les effets de la chimiothérapie par cyclophosphamide utilisée pour plusieurs cancers tels que celui du poumon et de l’ovaire notamment. Selon les chercheurs, ces bactéries intestinales viendraient en renfort du traitement et il serait intéressant de faire évoluer les recherches pour caractériser les molécules responsables et mimer l’action des bactéries.6

Enfin, la biologie de synthèse participe à la construction d’outils de diagnostic in vivo grâce notamment à l’imagerie par résonance magnétique.7 La biologie de synthèse permet également de créer des tests diagnostiques pour les patients atteints de certaines maladies infectieuses comme les hépatites et le VIH.8

 

3. Sources

  1. https://microbiologysociety.org/publication/past-issues/what-is-life/article/synthia-playing-god-in-a-sandbox-what-is-life.html
  2. Vo P, Lee HM, Na D. Synthetic Bacteria for Therapeutics. J Microbiol Biotechnol. 2019;29(6):845-855. doi:10.4014/jmb.1904.04016
  3. Madec M, Haiech J, Rosati É, Rezgui A, Gendrault Y, Lallement C. Application à la biologie synthétique des méthodes et outils de CAO de la microélectronique [Application of microelectronics CAD tools to synthetic biology]. Med Sci (Paris). 2017;33(2):159-168. doi:10.1051/medsci/20173302011
  4. Mark Peplow, Synthetic biology’s first malaria drug meets market resistance, Commercial use of genetically engineered yeast to make medicine has modest impact, Nature, 23 February 2016
  5. Gérard Cothier, Vers des bactéries médicaments, dossier de synthèse, Biotechnologie, Caducée.
  6. Romain Daillère et al., Enterococcus hirae and Barnesiella intestinihominis involved in cyclophosphamide-induced therapeutic immunomodulatory effects, Immunity, 18 octobre, 2016
  7. Gilad AA, McMahon MT, Walczak P, et al. Artificial reporter gene providing MRI contrast based on proton exchange. Nat Biotechnol. 2007;25(2):217-219. doi:10.1038/nbt1277
  8. François Képès, « La BS : développements, potentialités et défis », Réalités industrielles, février 2010, p.11