Du club scientifique scolaire à l’atlasing cellulaire avec le Dr Sarah Teichmann

Après avoir obtenu son doctorat au Laboratoire de biologie moléculaire (LMB) du Medical Research Council (MRC), à Cambridge, au Royaume-Uni, le Dr Sarah Teichmann y a créé un groupe en 2001 et est devenue responsable du programme MRC en 2006. En 2013, elle a déménagé à être la première et, à ce jour, la seule membre conjointe du corps professoral de l’Institut européen de bioinformatique de l’EMBL et du Wellcome Sanger Institute, et a été nommée responsable de la génétique cellulaire à l’Institut Sanger en 2016. Elle a récemment occupé un nouveau poste à temps partiel. Vice-président de la recherche translationnelle chez GSK et professeur titulaire de médecine des cellules souches à l’Université de Cambridge.

Les recherches de Sarah se concentrent actuellement sur l’analyse unicellulaire des tissus humains et elle a réalisé plusieurs percées dans l’atlasation des cellules. Son intérêt pour ce domaine et son potentiel l’ont amenée à cofonder en 2016 le consortium international Human Cell Atlas (HCA), qu’elle codirige également. Avec plus de 3 000 membres dans le monde, le consortium s’efforce de cartographier chaque type de cellule du corps humain et de faire progresser notre compréhension de la santé et des maladies.

En plus d’être élue membre de l’EMBO, membre de l’Académie des sciences médicales et membre de la Royal Society, Sarah a reçu plusieurs prix tout au long de sa carrière, notamment le prix Lister, la médaille Colworth de la Biochemical Society, la Royal Society Crick Lecture et la médaille d’or de l’EMBO. Plus récemment, elle a reçu le FEBS | EMBO Women in Science Award 2023, en reconnaissance de ses réalisations scientifiques et de son plaidoyer pour rendre la science plus inclusive. Elle est également co-fondatrice et directrice scientifique d’une nouvelle start-up, EnsoCell Therapeutics.

Dans cette interview, Sarah partage son point de vue sur ses intérêts de recherche, les objectifs et les progrès du HCA à ce jour, ainsi que ses réflexions sur la façon dont les femmes peuvent commencer et bâtir une carrière fructueuse dans le domaine scientifique.

Q : Comment est né votre intérêt pour la science ? Y a-t-il eu des modèles qui ont inspiré votre carrière ?

R : J’ai grandi dans un environnement qui favorisait la curiosité et la créativité. Mon père était ingénieur électricien et bricoleur à la maison, et ma mère avait étudié la littérature allemande et enseigné l’anglais. J’ai adoré apprendre les langues (y compris le latin) ainsi que les sciences et le monde naturel.

À l’école de Karlsruhe en Allemagne, c’est mon professeur de chimie, un Écossais appelé Walter Henderson, qui m’a vraiment fait découvrir les sciences. Son enseignement était inspirant et il dirigeait un club scientifique parascolaire. J’ai réalisé un projet de recherche sur les changements du métabolisme des feuilles au fil des saisons, ce que j’ai beaucoup apprécié, et cela m’a fait réfléchir aux cellules et à leur fonctionnement.

Je me souviens également d’avoir lu un magazine Scientific American, que nous avions emprunté à la bibliothèque militaire américaine locale près de chez moi en Allemagne. J’ai été fasciné par une histoire particulière : la découverte de protéines appelées « doigts de zinc » et comment elles peuvent contrôler les gènes en les activant et en les désactivant. Cela m’a donné envie d’étudier la vie à très petite échelle – les molécules qui sont à la base de la vie. Et comme le destin l’a voulu, l’histoire a été écrite par Aron Klug et Daniela Rhodes, qui sont devenus mes collègues lorsque j’ai commencé comme chef de groupe à la Division des études structurelles du MRC LMB environ une décennie plus tard.

Q : Pourriez-vous nous en dire plus sur vos intérêts de recherche actuels ? Quand et pourquoi avez-vous décidé d’orienter vos recherches dans ce domaine ?

R : Tout au long de ma carrière, j’ai cherché à comprendre les principes généraux des systèmes biologiques, depuis la manière dont les réseaux génétiques évoluent et les complexes protéiques s’assemblent, jusqu’à la manière dont l’expression des gènes est régulée, l’identité cellulaire est contrôlée et comment les cellules s’assemblent dans le corps humain. Quoi que je fasse, j’essaie toujours d’avoir une « vue d’ensemble », une vision systémique.

Actuellement, mon laboratoire se concentre sur l’analyse unicellulaire de tissus humains, en développant et en utilisant des outils expérimentaux et informatiques, pour étudier quels gènes sont exprimés dans des cellules individuelles dans un organe ou un tissu. La génomique unicellulaire – et plus récemment les technologies de génomique spatiale – permettent de comprendre les règles d’identité cellulaire dans l’organisme et révèlent comment les cellules interagissent pour former des tissus fonctionnels.

Je me suis lancé dans la génomique unicellulaire grâce à nos travaux sur les lymphocytes T du système immunitaire adaptatif, qui sont très plastiques et hétérogènes. L’analyse unicellulaire a changé la donne. Au fil des années, nous avons maintenu notre intérêt pour le système immunitaire, mais nous l’avons élargi, car la génomique unicellulaire permet d’interroger de manière impartiale tous les types de cellules du corps.

Par conséquent, nous avons généré des atlas cellulaires de divers organes du corps et au cours du développement, qui incluent tous des cellules immunitaires mais également certains des autres types de cellules étonnants du corps. Un exemple récent et passionnant est notre caractérisation moléculaire des cellules stimulateurs cardiaques qui déterminent le rythme du battement cardiaque.

Q : Vous êtes également co-fondateur et co-leader du consortium international HCA. Pourriez-vous nous en dire plus sur le consortium, votre rôle et les faits marquants jusqu’à présent ?

R : Visant à cartographier chaque type de cellule du corps humain, le consortium international HCA transforme notre compréhension de la biologie et des maladies et entraînera des avancées majeures dans la manière dont les maladies sont diagnostiquées et traitées. J’ai co-fondé le consortium HCA en 2016 avec mon collègue Aviv Regev (qui travaillait alors au Broad Institute of Massachusetts Institute of Technology (MIT) et à Harvard).

À cette époque, la technologie de la génomique unicellulaire était encore relativement nouvelle, et Aviv et moi voyions qu’elle avait un énorme potentiel pour révolutionner notre compréhension du fonctionnement du corps humain. Mais comme le corps humain contient des milliards de cellules, nous savions également qu’aucun laboratoire, ni même aucun pays, ne serait en mesure de cartographier l’ensemble du corps. Nous avions besoin de quelque chose d’analogue au Projet Génome Humain, mais encore plus vaste : un consortium international dédié à la cartographie corporelle.

Aujourd’hui, le HCA compte plus de trois mille membres, issus de tous les continents habités, qui ont analysé des dizaines de millions de cellules individuelles tout au long de la vie humaine. Nous avons réalisé les atlas HCA v1.0 des poumons et du cerveau l’année dernière et faisons de grands progrès vers notre objectif principal consistant à créer des cartes de référence complètes de toutes les cellules humaines comme base pour comprendre la santé humaine et diagnostiquer, surveiller et traiter les maladies.

En tant que co-leader du HCA, ma responsabilité est de m’assurer que cette fantastique communauté continue de prospérer et d’atteindre l’objectif de créer un Atlas représentatif qui bénéficiera à toute l’humanité. Je veux m’assurer que chacun sente que sa voix est entendue et que nous continuons d’attirer et de soutenir des chercheurs incroyablement talentueux du monde entier. Je participe aux discussions qui planifient les prochaines étapes de la création de l’Atlas et de la collecte de fonds. En dehors de cela, je dirige également mon propre merveilleux groupe de recherche, qui contribue à la création de l’Atlas.

Q : Avez-vous rencontré des revers sur votre chemin vers le succès ? Qu’avez-vous appris d’eux? Que peut-on faire de plus pour aider les femmes à démarrer et à construire une carrière scientifique ?

R : Lorsque j’ai commencé ma carrière de chercheuse, je travaillais dans un domaine très dominé par les hommes. Être l’une des seules femmes était parfois un défi. En même temps, j’ai eu la chance incroyable d’avoir des mentors et des soutiens fantastiques tout au long de ma carrière, hommes et femmes, ainsi que de formidables collègues. Ils forment un réseau de soutien qui peut vous aider lorsque les temps sont durs et vous aider à vous sentir bienvenu dans la communauté. Avoir des modèles féminins a sans aucun doute aidé – par exemple, ma superviseure postdoctorale Janet Thornton, une leader phénoménale en bioinformatique, et ma collaboratrice de longue date Carol Robinson, une formidable physico-chimiste.

Je dois dire que le monde de la science a beaucoup changé depuis le début de ma carrière, il y a plus de vingt ans. Heureusement, la diversité et l’inclusion sont considérées comme importantes. Toute personne, quel que soit son sexe, son origine ethnique, son handicap, etc., devrait se sentir incluse et bienvenue dans la communauté, et nous devrions disposer d’une main-d’œuvre scientifique qui reflète la diversité de la société.

Je crois que la diversité fait la force – et qu’une diversité de perspectives, d’approches et de compétences donne naissance à la meilleure science !

Q : Qu’est-ce qui vous plaît le plus dans votre travail et quelles sont, selon vous, vos réalisations dont vous êtes la plus fière ?

R : Ce que j’aime le plus dans le travail scientifique, c’est l’interaction avec les gens et la discussion des données, des résultats, des interprétations et des idées. Lorsqu’un étudiant, un postdoctorant ou un scientifique arrive au bureau avec une nouvelle donnée passionnante, c’est tout simplement génial ! J’ai une équipe incroyable de 17 scientifiques et c’est extrêmement gratifiant de superviser leur travail et de soutenir leur carrière. C’est fantastique de suivre leurs trajectoires après avoir quitté le laboratoire et de réussir dans le monde universitaire ou industriel. Plus vous progressez dans votre propre carrière, plus ces réseaux s’élargissent et vous vous retrouvez avec des amis et des collaborateurs qui vous soutiennent partout dans le monde.

Il y a en fait quelques réalisations différentes dont je suis fier. Premièrement, définir les voies stéréotypées d’assemblage et d’évolution de petits complexes protéiques solubles, puis utiliser cette compréhension de la manière dont les protéines interagissent pour cartographier les cellules et les tissus humains, par exemple dans l’interface mère-fœtus. La dissection moléculaire des cellules et des tissus de notre corps est un voyage incroyablement passionnant, et les années à venir promettent toujours plus d’informations grâce à l’évolution rapide des technologies multiomiques et spatiales mises en ligne.

Q : Si vous pouviez donner un conseil à une femme qui envisage une carrière scientifique, que diriez-vous ?

A : Et bien tout d’abord : 100%, foncez ! Comme je l’ai dit plus haut, je crois qu’il existe aujourd’hui moins d’obstacles au succès basés sur le sexe, et j’encouragerais toute jeune femme à considérer la science comme une carrière.

En termes de conseils, je pense qu’il est vraiment utile d’avoir trouvé une question ou un problème qui vous captive ou vous obsède, au point même de vous empêcher de dormir la nuit. Dans le même temps, avoir des alliés dans la science et dans la vie est essentiel, et travailler avec d’autres rend le voyage plus facile et plus amusant – le travail d’équipe est aujourd’hui reconnu comme un aspect important de la science.

Une carrière scientifique comporte de nombreux défis, concernant la sécurité de l’emploi, le financement, la charge administrative, la concurrence, le moment de fonder une famille, etc., et vous avez besoin de motivation et d’amis et de collègues pour continuer et les surmonter. Fondamentalement, la science consiste à faire progresser notre compréhension du fonctionnement du monde, alors trouvez les coins sombres de l’univers que vous souhaitez vraiment éclairer.

La Dre Sarah Teichmann s’adressait à Anna MacDonald, rédactrice scientifique principale pour Technology Networks.

2024-04-30 15:11:03
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