“Les nouveaux vaccins à ARN sont sûrs et efficaces”

La biotechnologie ressemble à de la science moderne, mais le concept a été créé il y a plus d’un siècle, on peut même dire qu’il existe depuis la nuit des temps. Qu’est que c’est?

En biotechnologie, nous utilisons des organismes vivants entiers ou certaines de leurs parties, comme dans le cas de l’ADN, pour obtenir des produits. A titre d’exemple, la production de pain ou de bière peut être considérée comme les premiers produits biotechnologiques. Nous utilisons ces outils biologiques pour obtenir des produits utiles qui peuvent être utilisés par l’homme.

Le pain et la bière sont le résultat d’anciennes biotechnologies. Quels sont les domaines dans lesquels vous travaillez aujourd’hui ?

L’un des domaines les plus pertinents est la production pharmacologique. Nous disposons d’organismes génétiquement modifiés pour produire des médicaments ou de protéines modifiées pour obtenir des produits chimiques à haute valeur ajoutée pour l’industrie.

Il parle de biotechnologie appliquée à la médecine, mais son spectre est beaucoup plus large.

On pourrait dire que notre vie quotidienne est entourée de biotechnologie. L’une des recherches auxquelles j’ai collaboré est l’utilisation d’enzymes pour la dégradation des plastiques. Les microplastiques sont l’un des grands problèmes des océans. Maintenant, l’existence d’enzymes appelées PETases capables de dégrader le plastique a été découverte. Dans le domaine de l’enzymologie, nous travaillons pour les extraire, les modifier et découvrir s’ils peuvent avoir d’autres usages dans l’industrie.

Sans la biotechnologie, n’aurions-nous jamais eu de vaccin contre la grippe ? covid-19 dans six mois ?

Bien sûr. Les vaccins contre covid-19 sont principalement basés sur la technologie ARN. Sa production est relativement simple et il est obtenu rapidement grâce à des procédés enzymatiques couramment utilisés en laboratoire.

Deux mots sont apparus qu’il convient d’expliquer. Le premier est l’enzyme.

Les enzymes sont des molécules, des protéines, chargées de catalyser toutes les réactions chimiques qui se produisent dans une cellule. On peut dire qu’ils sont les moteurs de la vie car sans eux les réactions chimiques indispensables au maintien en vie des organismes n’auraient pas lieu. Ce sont comme de petites usines chimiques.

Et l’ARN ?

C’est une molécule qui transfère l’information de l’ADN à la machinerie cellulaire afin que les protéines responsables des fonctions biologiques dans la cellule soient synthétisées. L’ADN a l’information et l’ARN est le messager.

Nous avons parlé des apports positifs de la biotechnologie, mais elle peut aussi avoir un côté sombre pour faire le mal.

Il existe des risques associés à une faute professionnelle. Une protéine peut être synthétisée qui est toxique et utilisée comme un poison qui est utilisé comme une arme. Cependant, si nous parlons d’organismes génétiquement modifiés, ce domaine est strictement contrôlé, des études préalables sont donc nécessaires pour garantir leur sécurité. Il est clair que le risque associé à quelque chose d’inconnu ne disparaît pas à cent pour cent, mais en général, je pense que les avantages l’emportent de loin sur les risques. Les organismes de réglementation garantissent la sécurité de chaque produit mis sur le marché.

En ce moment, sur quoi travaillez-vous ?

Je travaille actuellement dans une startup axée sur l’intelligence artificielle appelée InstaDeep Ltd. Là, je travaille sur la biochimie computationnelle et l’étude théorique des protéines. C’est un domaine qui englobe plusieurs disciplines, de la chimie théorique à l’intelligence artificielle. Essentiellement, j’étudie comment nous pouvons utiliser de nouveaux algorithmes pour traiter des problèmes dans les systèmes biologiques tels que l’optimisation des vaccins ou la découverte de nouveaux médicaments. L’étude théorique permet de réduire les coûts. Par exemple, si vous avez une bibliothèque avec un million de composants, il est impossible de les tester expérimentalement. Le modèle informatique vous permet de sélectionner les plus prometteurs.

Pouvez-vous expliquer avec un exemple?

Dans le domaine de l’ingénierie des protéines, nous avons l’intention de modifier les enzymes pour qu’elles soient plus efficaces, ce que nous essayons de faire, c’est d’appliquer des algorithmes d’intelligence artificielle qui peuvent prédire quelles modifications doivent être introduites dans une protéine pour qu’elle développe la fonction souhaitée. Il est possible d’agir, par exemple, lorsqu’on a un processus biologique catalysé par une enzyme inefficace pour produire une molécule d’intérêt. Aussi pour la découverte de médicaments qui inhibent une enzyme qui produit une maladie. Dans ces cas, entre autres, des modèles de langage sont utilisés. Les protéines sont constituées d’un alphabet de 20 lettres, et ces séquences peuvent être traitées comme des mots ou des phrases. Avec ces modèles de langage, il est possible de prédire quel type de lettres favorise certaines interactions ou lesquelles favorisent une activité enzymatique plus élevée.

Concernant les antibiotiques, on constate depuis un certain temps que leur usage abusif a créé des bactéries résistantes. Cette technologie évitera-t-elle le problème ?

Oui, la recherche sur la conception de médicaments pharmaceutiques cherche quelles molécules sont les plus efficaces pour inhiber certains processus bactériens, empêchant leur prolifération. Avec ces modèles d’intelligence artificielle, nous optimisons des antibiotiques existants ou concevons des molécules qui agissent sur de nouvelles cibles thérapeutiques. Avec tout cela, il est possible de créer une nouvelle génération d’antibiotiques dirigés contre de nouveaux processus ou structures de bactéries, en évitant les mécanismes de résistance.

Cela ressemble à de la science-fiction

Maintenant, il semble. Cependant, il existe déjà des machines intelligentes à qui vous parlez et qui vous répondent de manière raisonnée. Nous utilisons quelque chose de similaire, mais appliqué à la biologie.

Sera-t-il possible de générer des organes complets avec ces nouvelles technologies ?

Oui, avec l’aide de la bio-ingénierie. La bonne chose à propos de l’intelligence artificielle est qu’il s’agit d’un système qui apprend par lui-même, par conséquent, il peut analyser des systèmes très complexes. Analyser les voies métaboliques d’une cellule est extrêmement compliqué, mais à l’avenir et grâce à ces modèles, nous analyserons efficacement les voies et saurons ce que nous pouvons modifier pour atteindre nos objectifs.

La réalisation de cette recherche en Espagne est-elle pratiquement impossible ?

Effectivement. Cela me fait mal parce que j’aime la recherche universitaire, mais les possibilités d’emploi sont plus limitées. C’est un monde très concurrentiel et avec les conditions économiques qu’il offre, il arrive un moment où l’on se lasse de vivre mal. En dehors de l’Espagne, que ce soit dans la recherche académique ou appliquée, ce qui n’est pas très répandu ici, on se sent valorisé.

Pourquoi la recherche est-elle valorisée et payée au Royaume-Uni et pas ici ?

L’Espagne est l’un des endroits où la meilleure recherche se fait malgré la rareté des ressources. Le problème est un modèle qui doit être régénéré. Le financement de la recherche fondamentale est public, il y a beaucoup de concurrence et peu d’argent… La biochimie computationnelle espagnole est très bonne et bien connue.

La vaccination du futur sera-t-elle plus génétique que biologique ?

En ce qui concerne les vaccins qui utilisent du matériel génétique, les nouveaux vaccins à ARN sont très intéressants car ils sont sûrs et efficaces. Ce n’est pas un virus atténué ou inactif, mais l’ARN responsable de la synthèse des protéines spécifiques du virus est obtenu et on le fait agir comme un antigène.

Que pense un scientifique lorsque cette technologie est remise en question en déclarant qu’elle n’a pas été suffisamment testée ou que les conséquences futures sont inconnues ?

Je comprends la peur car c’est une nouvelle technologie, mais grâce au fait qu’elle est très simple, nous avons eu un vaccin contre le covid-19 en un temps record. Et ceux qui viendront. Il y a maintenant beaucoup de recherches sur cette nouvelle technologie, non seulement sur l’ARN, mais aussi sur l’ADN. L’ARN est une molécule très instable et la vaccination est donc problématique dans les pays moins développés, où le transport est inefficace. Des tentatives sont maintenant également faites pour fabriquer des vaccins à ADN car ils peuvent être facilement transportés.

Comment expliquer de manière simple les avantages des nouvelles thérapies avec cette technologie par rapport aux thérapies traditionnelles ?

Avec les nouveaux vaccins, l’ARN est injecté et notre corps synthétise les molécules contre lesquelles l’immunité se développe. Une infection dans le corps est imitée, des antigènes sont générés, le corps interprète qu’il y a un virus et génère des anticorps. La réaction est similaire aux vaccins traditionnels. Avant que le virus ne soit injecté et maintenant, le corps lui-même synthétise un petit morceau du virus. Bien que l’innocuité des traditionnels soit largement prouvée, on pourrait dire que ceux à ARN sont encore plus sûrs que les traditionnels car ils n’ont pas le virus.

Il a travaillé sur une application pour détecter précocement la maladie de Parkinson. Comment ça marche?

Les participants sont enregistrés avec un téléphone portable avec l’option ralenti, qui multiplie les images par seconde par six par rapport à la caméra normale. On leur demande d’effectuer une tâche basée sur l’ouverture et la fermeture répétées de deux doigts de la main. Ce que nous cherchons, c’est de détecter le mouvement fin de la main. Ensuite, un modèle d’intelligence artificielle basé sur des réseaux de neurones “convolutionnels” est formé, qui détecte le mouvement de la main. Enfin, nous suivons ces mouvements dans le temps. De cette façon, nous pouvons suivre les patients à risque de souffrir de la maladie de Parkinson et détecter des aspects que l’œil humain est incapable de découvrir.

Aspirez-vous à revenir pour enquêter en Espagne?

C’est compliqué. J’aimerais le croire, mais la première chose dont vous avez besoin, c’est d’un financement.

Y a-t-il même un manque de reconnaissance sociale pour les chercheurs ?

On sait qu’on existe, mais il n’y a pas de reconnaissance. Je pensais qu’avec la pandémie, la reconnaissance sociale de la recherche augmenterait. En Espagne, la poitrine a été soulevée que des recherches étaient en cours sur le covid-19, je pensais que cette tendance se poursuivrait et qu’une poussée se produirait, mais cela ne s’est pas produit. Tout est pareil.