Des chercheurs de l’Université de Californie à San Francisco ont réalisé une avancée majeure, dans le domaine des biotechnologies et de la biologie synthétique, en créant LOCKR, une protéine totalement artificielle capable de reprogrammer en profondeur les cellules.
Les protéines artificielles ne sont pas une nouveauté en soi. Leur usage est même envisagé pour traiter la maladie d'Alzheimer. Mais là où ces protéines synthétiques provenaient jusqu’ici de molécules naturelles altérées, LOCKR est réellement artificielle car elle ne trouve aucun équivalent dans la nature.
"LOCKR est une biotechnologie qui a été conçue et construite du début à la fin par les humains", explique Hana El-Samad, qui fait partie de l’équipe de recherche. Conçue sur ordinateur puis synthétisée en laboratoire, cette protéine est la première de son genre. Un peu à l’image d’un nanorobot réparateur, LOCKR transforme les cellules normales en cellules « intelligentes ». D’une longueur de 8 nanomètres (0.000008 millimètre), elle est présente directement au sein des cellules vivantes. Dans son état normal, elle est fermée et inactive. Elle a besoin d’une clé : une molécule prévue à cet effet est intégrée par les scientifiques et permet à LOCKR de s’ouvrir.
Une protéine sous forme d’interrupteur, avec des boutons on et off, « procure un niveau sans précédent de contrôle sur la façon dont la protéine interagit avec les autres composants de la cellule », précise Hana El-Samad. Et en effet, une véritable reprogrammation s’opère. La protéine artificielle peut changer l’expression des gènes, rediriger le réseau cellulaire, dégrader d’autres protéines, contrôler les interactions entre les protéines.
Une version appelée degronLOCKR a été testée et démontrée sur des cellules humaines cultivées en laboratoire. Dans ce cas précis, les scientifiques ont construit les protéines LOCKR sous forme de circuit biologique autonome, dans le but de dégrader une protéine (réduire le fonctionnement d’une protéine problématique permet de restaurer l’activité normale de la cellule).
Sous forme de circuit, lorsque LOCKR enregistre certains stimuli spécifiques, synonymes d’une anomalie, elle prend alors le contrôle de la cellule. Comme un thermostat automatique, l’action ne se déclenchera que pour le temps nécessaire, avant de se remettre sur "off".
En utilisant degronLOCKR et des molécules similaires destinées à être développées dans le futur, Hana El-Samad estime dans le communiqué que « nous serons capables de composer des circuits toujours plus sophistiqués, qui pourront très bien conduire à une nouvelle génération de thérapies cellulaires intelligentes, précises et robustes ».
En cas de thérapie cellulaire (pour soigner des organes défaillants), il est parfois difficile pour les médecins de savoir à quel moment précis administrer le médicament biothérapeutique car il doit intervenir au bon moment et à la bonne dose, sous peine sinon d’être inefficace, voire même d’avoir des effets néfastes.
LOCKR peut non seulement détecter la maladie ou le dommage, mais en plus agir en conséquence au bon endroit, au bon moment et dans des proportions adaptées. La protéine a été littéralement créée pour cet objectif. L’équipe n’hésite pas à envisager que son invention biotechnologique puisse avoir une application concrète pour aider à soigner des cancers, des tumeurs et des maladies auto-immunes.
« De la même façon que les circuits électroniques intégrés ont permis l’explosion de l’industrie des puces informatiques, ces interrupteurs biologiques polyvalents et dynamiques vont bientôt permettre un contrôle précis du comportement des cellules vivantes et, à terme, de notre santé », précise Hana El-Samad.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
