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Les entreprises parient sur les bactéries de synthèse comme nouvelle façon de traiter les maladies
Au cours de l'année prochaine, des volontaires aux États-Unis pourraient commencer à avaler des gélules remplies de produits génétiquement modifiés. E. coli .
Les pilules expérimentales, conçues par Synlogic , une startup de biologie synthétique de Cambridge, Massachusetts, contiennent des bactéries conçues pour traiter une maladie métabolique rare en reconnaissant quand elles atteignent l'estomac d'une personne, puis en absorbant de grandes quantités d'ammoniac.
Le traitement, dont le premier test clinique est prévu en 2017, est un exemple précoce de ce que les fondateurs de la société appellent des biotiques synthétiques, ou des bactéries intestinales dotées de programmes génétiques qui leur permettent de détecter quelque chose qui se passe dans le corps, puis d'agir, comme délivrer un médicament ou libérer un produit chimique coloré utile dans un test de diagnostic.
L'idée d'avaler des bactéries génétiquement modifiées peut sembler étrange. Mais les germes spécialement conçus pourraient être une nouvelle façon de prendre en charge des fonctions physiologiques que le corps des gens ne peut pas exécuter s'ils sont malades, et un substitut aux pilules ou aux injections.
Transformer des bactéries en médicaments
Ernest Pharmaceuticals, Amherst, Massachusetts
Salmonella modifiée pour traiter le cancer
GenCirq, San Diego
Bactéries tueuses de cancer
Synlogic, Cambridge, Massachusetts
E. coli pilules pour diverses maladies
Trayer Biotherapeutics, Rockville, Maryland
Les bactéries du yaourt pour traiter la phénylcétonurie
ActoGenix/Intrexon, Gand, Belgique
Tester des comprimés de bactéries GM en Europe
La bactérie intelligente pourrait être la première utilisation médicale d'une forme de biologie synthétique popularisée par le cofondateur de Synlogic et professeur au MIT, James Collins, à partir de 2000. Cette année-là, Collins, s'inspirant de l'électronique, a construit ce qui est essentiellement un interrupteur à bascule. E. coli -un circuit impliquant deux gènes qui pourraient basculer entre les états. C'était une démonstration astucieuse, et peu de temps après, les scientifiques de Princeton ont annoncé qu'ils avaient fabriqué une bactérie fluorescente qui pouvait s'allumer et s'éteindre.
L'idée était de programmer des cellules pour effectuer toutes sortes de fonctions nouvelles et utiles. Il s'est avéré irrésistible - il y a eu d'innombrables panels d'experts, un Conférence TED , Et un concours étudiant international .
Mais le plan de Synlogic pour une pilule génétiquement modifiée est l'une des premières applications médicales concrètes de telles idées. Il s'agit de supprimer et d'ajouter plusieurs gènes à une souche inoffensive de E. coli , la bactérie intestinale, de sorte qu'elle développe un appétit inextinguible pour l'ammoniac, formé à partir de l'azote que nous obtenons en mangeant des protéines.
Normalement, l'azote supplémentaire est transformé en urée et nous l'expulsons simplement. Mais certaines personnes ne peuvent pas le traiter assez rapidement. Ils se retrouvent plutôt avec des niveaux d'ammoniac qui peuvent être suffisamment toxiques pour tuer les nouveau-nés et chez les enfants et les adultes peuvent provoquer un délire et un comportement colérique. Synlogic's E. coli prendrait de l'ammoniac et le transformerait en arginine, un acide aminé inoffensif.
Une personne avalerait probablement une capsule une fois par jour contenant environ 100 milliards de bactéries, explique J.C. Gutierrez, PDG de la société. La société a jusqu'à présent levé 70 millions de dollars, notamment auprès d'Atlas Venture, la société d'investissement qui a également réuni l'équipe fondatrice de la startup.
Ce ne sont pas seulement les maladies rares qui sont ciblées par des bactéries repensées. Des startups comme Ernest Pharmaceutiques , récemment formé par le professeur Neil Forbes de l'Université du Massachusetts, prévoit de lutter contre le cancer en utilisant la salmonelle, une bactérie connue pour provoquer des intoxications alimentaires qui a également l'habitude de se rassembler dans les tumeurs.
Forbes pense que les germes peuvent être programmés pour reconnaître qu'ils sont dans une tumeur et libérer des médicaments anticancéreux trop toxiques pour être administrés par injection.
Auparavant, une société européenne, ActoGenix, testait des pilules contenant des bactéries génétiquement modifiées, mais aucune pilule de germe GM n'a encore été mise en vente, et l'idée reste suffisamment nouvelle pour qu'il n'y ait pas d'accord sur le nom de ces médicaments. La Food and Drug Administration des États-Unis les a désignés comme produits biothérapeutiques vivants.
Actuellement, jusqu'à huit à 10 bogues GM attendent le feu vert de la FDA pour des tests précoces aux États-Unis, estime Yamil Hernandez, cofondateur de Trayer Biotherapeutics, une startup du Maryland qui a l'intention de concevoir une bactérie de yaourt, lactobacillus, à consommer la phénylalanine, un ingrédient du lait, des noix, du Coke Zero et d'autres sodas light que certaines personnes ne peuvent pas digérer. Hernandez dit qu'un germe conçu pour le métaboliser pourrait être saupoudré sous forme de poudre sur les aliments.
C'est comme un hippopotame affamé, affamé, juste avec une très forte préférence pour la phénylalanine, dit-il.
L’utilisation de bactéries comme traitement n’est pas nouvelle en médecine. Le vaccin contre la tuberculose est fabriqué avec des germes affaiblis. Et le marché américain des probiotiques - ces pilules et yaourts dans les magasins d'aliments naturels contenant des bactéries intestinales saines - vaut 3,5 milliards de dollars.
Mais personne ne sait vraiment comment réglementer une pilule GM dont le contenu est à la fois vivant et susceptible de se retrouver dans les cuvettes des toilettes. Gutierrez dit que dans certains cas, selon la façon dont le germe est modifié, l'Agence américaine de protection de l'environnement peut avoir à approuver en plus de la FDA.
L'un des risques est que les bactéries puissent échanger de l'ADN entre elles, ce qui signifie que les altérations génétiques des entreprises pourraient se retrouver dans un organisme complètement différent. En pratique, les scientifiques disent que les organismes avec des génomes modifiés ont peu de chance contre leurs frères et sœurs de bactéries sauvages. Les germes meurent généralement et leur cargaison génétique s'éteint.
Synlogic affirme que ses germes ont des fonctionnalités supplémentaires programmées dans le génome qui les rendent plus sûrs. Gutierrez dit que le programme de consommation d'ammoniac ne s'activera que dans un environnement pauvre en oxygène comme l'intestin humain. Il dépend également d'un nutriment, la thymidine, qui ne se trouve pas à des niveaux élevés dans le tube digestif. Il dit qu'à cause de cela, les germes ne se diviseront qu'une seule fois avant de mourir.