Pirater les bactéries pour combattre le cancer - Tal Danino

Pour regarder la leçon en entier : https://ed.ted.com/lessons/hacking-bacteria-to-fight-cancer-tal-danino

En 1884, un patient malchanceux qui avait un cancer du cou en progression rapide, contracta une infection cutanée bactérienne non lié au cancer. Alors qu'il se remettait de l'infection, la tumeur commença étonnamment à rétrécir. L'infection avait stimulé le système immunitaire du patient. Aujourd'hui, les biologistes synthétiques programment les bactéries pour délivrer en toute sécurité des médicaments directement aux tumeurs. Comment est-ce possible ? Tal Danino enquête.

Leçon par Tal Danino, réalisée par Chris Bishop.

En 1884, l'état de santé d'un patient
semblait aller de mal en pis.

Ce patient avait une tumeur
en progression rapide dans le cou

et contracta ensuite une infection cutanée
bactérienne sans lien au cancer.

Mais peu après, quelque chose d'inattendu
se produisit :

alors qu'il guérissait de l'infection,
la tumeur commença aussi à rétrécir.

Quand un médecin appelé William Coley
examina le patient sept ans plus tard,

il ne restait aucun signe visible
du cancer.

Coley pensait que quelque chose
de surprenant se produisait :

l'infection bactérienne avait stimulé
le système immunitaire du patient

pour combattre le cancer.

La découverte chanceuse de Coley
le poussa à inventer

l'injection intentionnelle de bactéries
pour soigner le cancer avec succès.

Plus d'un siècle plus tard,
les biologistes synthétiques ont trouvé

comment mieux utiliser ces alliés
autrefois improbables —

en les programmant pour qu'ils délivrent
directement des médicaments aux tumeurs.

Le cancer survient quand les fonctions
normales des cellules sont modifiées

et qu'elles se multiplient pour former
des excroissances appelées tumeurs.

Des traitements comme la radiothérapie,
la chimiothérapie et l'immunothérapie

tentent de supprimer
les cellules malignes,

mais affectent tout le corps et perturbent
les tissus sains dans le processus.

Cependant, des bactéries comme E. coli

ont l'avantage unique de se développer
dans les tumeurs de manière sélective.

En fait, le cœur de la tumeur forme
un environnement idéal

où elles se multiplient en sécurité,
à l'écart des cellules immunitaires.

Au lieu de provoquer une infection,
les bactéries peuvent être reprogrammées

pour transporter des médicaments
anticancéreux, comme des chevaux de Troie

ciblant la tumeur de l'intérieur.

La programmation des bactéries pour
détecter et réagir d'une façon novatrice

est l'objectif central d'un domaine
appelé biologie synthétique.

Mais comment programmer les bactéries ?

La clé réside dans la manipulation
de leur ADN.

En insérant une séquence génétique
spécifique dans les bactéries,

on peut leur demander de synthétiser
des molécules différentes,

y compris celles qui perturbent
la croissance du cancer.

Elles peuvent aussi être conçues pour
se comporter de manière très spécifique,

à l'aide de circuits biologiques.

Des comportements différents sont
programmés en fonction de la présence,

de l'absence ou de la combinaison
de certains facteurs.

Par exemple, les tumeurs ont
des taux d'oxygène et de pH faibles

et surproduisent des molécules
spécifiques.

Les biologistes synthétiques peuvent
programmer les bactéries pour détecter

ces conditions et ainsi répondre aux
tumeurs en évitant le tissu sain.

Un type de circuit biologique, appelé
circuit de lyse synchronisée ou CLS,

permet aux bactéries de délivrer
les médicaments à des horaires définis.

Tout d'abord, pour éviter d'endommager
les tissus sains,

la production de médicaments commence
dès que les bactéries se développent,

ce qui ne se produit qu'à l'intérieur
de la tumeur.

Ensuite, après avoir produit
les médicaments,

un interrupteur provoque l'éclatement
des bactéries

lorsqu'elles atteignent un seuil
de population critique.

Ceci libère à la fois le médicament
et diminue la population de bactéries.

Cependant, un certain pourcentage
de bactéries reste en vie

pour reconstituer la colonie.

Enfin, leur nombre augmente suffisamment
pour déclencher à nouveau l'interrupteur

et le cycle continue.

Ce circuit peut être ajusté avec précision
pour libérer les médicaments

sur le calendrier le plus adapté
pour combattre le cancer.

Cette approche est prometteuse dans
des tests scientifiques sur les souris.

Les scientifiques ont non seulement réussi
à éliminer les lymphomes

injectés avec des bactéries,
mais l'injection a aussi stimulé

le système immunitaire, préparant
les cellules immunitaires à identifier

et attaquer les lymphomes non traités
chez la souris.

Dans d'autres thérapies, les bactéries
ne ciblent pas un seul type de cancer,

mais plutôt les caractéristiques générales
communes aux tumeurs solides.

Les bactéries programmables ne se limitent
pas seulement à combattre le cancer.

Elles servent plutôt de capteurs
sophistiqués

surveillant les zones potentielles
de maladie.

Les « bonnes » bactéries probiotiques
pourraient peut-être rester inactives

dans l'intestin et ainsi détecter,
éviter et traiter les maladies

avant qu'elles ne causent des symptômes.

Les avancées technologiques ont créé
de l'enthousiasme autour d'un avenir

avec des médicaments personnalisés
menés par des nanorobots mécaniques.

Mais grâce à des milliards d'années
d'évolution,

nous avons peut-être un point de départ

sous la forme biologique inattendue
de bactéries.

Ajouter de la biologie synthétique
au mélange

et qui sait ce qui pourrait bientôt
être possible.