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L'ADN artificiel d'une startup pourrait révolutionner la conception de médicaments
Quatre lettres d'ADN écrivent le code universel partagé par toute la vie. Ou du moins ils avaient l'habitude de le faire. Synthorx, une startup biotechnologique de La Jolla, en Californie, conçoit des microbes avec un alphabet génétique étendu contenant six lettres, ajoutant les X et Y synthétiques aux A, T, G et C naturels. Ces bactéries n'ont pas d'équivalents dans la nature, et Synthorx les utilise pour concevoir de nouvelles protéines prometteuses comme base de futurs analgésiques, antibiotiques et composés anticancéreux.
La société est basée sur les travaux de l'un de ses fondateurs, le chimiste Floyd Romesberg du Scripps Research Institute de San Diego. Pendant plus de 15 ans, Romesberg s'est attelé à perfectionner une paire de lettres d'ADN artificielles qui fonctionneraient de manière congruente avec la machinerie génétique de la vie, mais ne seraient pas assez similaires pour se confondre avec les lettres existantes. En 2012, le laboratoire de Romesberg a publié la création de X et Y, et en 2014, il a montré que les cellules bactériennes pouvaient répliquer et propager des gènes contenant X et Y dans les générations futures.
En ajoutant les lettres d'ADN X et Y, les cellules peuvent fabriquer des protéines contenant jusqu'à 172 acides aminés différents, par rapport à l'ensemble de 20 de la nature.
Les gens ont toujours pensé qu'il y avait une certaine complexité, ou qu'il serait très difficile d'imiter la vie, dit Romesberg. Cela suggère vraiment que les molécules de la vie ne sont privilégiées d'aucune manière particulière.
Il y a deux ans, personne n'avait utilisé X et Y pour faire quoi que ce soit d'utile. Mais l'objectif de Romesberg était de créer des médicaments trop complexes pour être fabriqués à l'aide de la chimie conventionnelle. Je ne peux pas faire ça dans mon laboratoire, a déclaré Romesberg. Donc, démarrer une entreprise uniquement axée sur cela est un moyen d'y parvenir. Arrive Synthorx.
La création de X et Y est un jalon scientifique en soi, mais la véritable avancée de Synthorx réside dans l'utilisation de ces lettres pour fabriquer de nouvelles protéines. Le simple fait d'ajouter les lettres d'ADN X et Y permet hypothétiquement aux cellules de fabriquer des protéines avec jusqu'à 172 acides aminés différents, par rapport à l'ensemble de 20 de la nature.
Beaucoup de ces acides aminés sont assez redondants, dit Romesberg. Et pour un chimiste médical qui passe sa carrière à fabriquer des médicaments, cela doit sembler extrêmement limité. En utilisant des acides aminés synthétiques, les scientifiques pourraient faire en sorte qu'une protéine existante se lie plus fortement à sa cible, ce qui donnerait un médicament plus efficace. Une autre idée consiste à concevoir une protéine pour qu'elle se lie à une cible spécifique tout en évitant des cibles très similaires dans l'espoir d'éliminer les effets secondaires dangereux. Un de ces projets à Synthorx vise à transformer un venin d'araignée en un analgésique non opioïde et non addictif.
De nouveaux antibiotiques et médicaments pour les troubles métaboliques sont également à l'ordre du jour. L'insuline serait une excellente cible, a déclaré Court Turner, PDG de Synthorx. Il est déjà produit en E. coli, mais il doit être injecté quotidiennement. L'incorporation des bons acides aminés synthétiques dans les molécules d'insuline pourrait en faire une version durable de sorte que les diabétiques n'aient besoin de l'injecter que tous les quelques jours ou une fois par semaine.
Il ne semble y avoir aucun doute parmi les scientifiques que si cette technologie fonctionne, elle sera révolutionnaire. Mais jusqu'à présent, il n'y a eu aucune incitation à rêver follement des applications d'un alphabet génétique élargi et de la capacité de fabriquer des protéines avec une large gamme d'acides aminés non naturels. Marc Lajoie, biologiste de synthèse à l'Université de Washington, déclare : « C'est vraiment juste un problème d'imagination, et pour être honnête, même penser à utiliser un acide aminé non naturel est un peu fou pour certaines personnes.