Des scientifiques australiens viennent de réaliser une percée majeure. Ils ont créé un système d'intelligence artificielle biologique, baptisé PROTEUS, capable de concevoir et de faire évoluer des molécules directement à l'intérieur de cellules de mammifères. Cette innovation, qui imite et accélère le processus d'évolution naturelle, pourrait transformer radicalement la découverte de médicaments et le développement de thérapies géniques.
Des scientifiques australiens ont développé un système de recherche révolutionnaire : une "intelligence artificielle biologique" capable de créer et de faire évoluer des molécules avec des fonctions inédites ou améliorées. Le tout, directement au sein de cellules de mammifères.C'est une avancée très encourageante dans le domaine médical qui promet de devenir un outil puissant pour les chercheurs, notamment pour concevoir des instruments de recherche plus précis ou des thérapies géniques plus efficaces. Nommé PROTEUS (PROTein Evolution Using Selection), ce système tire parti de l'"évolution dirigée", une technique de laboratoire qui mime la puissance brute de l'évolution naturelle.
Mais là où la nature prend des années, voire des décennies, cette méthode accélère les cycles d'évolution et de sélection naturelle, permettant de concevoir des molécules aux fonctions nouvelles en seulement quelques semaines. Son impact sur la découverte de médicaments plus efficaces pourrait être direct et colossal. Par exemple, ce système permet d'affiner des outils d'édition génique tels que CRISPR, ce qui en augmente l'efficacité. Ce qui est inédit, c'est que l'évolution dirigée opère habituellement dans des cellules bactériennes, tandis que PROTEUS est capable de faire évoluer des molécules dans des cellules de mammifères. Un véritable bond en avant pour la biologie.
Comment PROTEUS résout-il des problèmes génétiques complexes ?PROTEUS fonctionne un peu comme une plateforme d'intelligence artificielle : on lui soumet un problème dont la solution est incertaine. Par exemple, comment désactiver efficacement un gène responsable d'une maladie humaine à l'intérieur de notre corps. PROTEUS va alors utiliser l'évolution dirigée pour explorer des millions de séquences possibles qui n'existent pas encore naturellement. Il va chercher et trouver des molécules aux propriétés hautement adaptées pour résoudre ce problème. Cela signifie que PROTEUS peut aider à dénicher des solutions qui prendraient normalement des années à un chercheur humain, si tant est qu'il y arrive.
Les chercheurs ont déjà utilisé PROTEUS pour créer des versions améliorées de protéines qui peuvent être plus facilement régulées par des médicaments. Ils ont aussi développé des nanocorps (des mini-versions d'anticorps) capables de détecter les dommages de l'ADN, un processus crucial dans le développement du cancer. Et ce n'est qu'un début : le système peut améliorer la fonction de la plupart des protéines et molécules. Le développement original de l'évolution dirigée, d'abord dans les bactéries, a été récompensé par le Prix Nobel de Chimie en 2018. Avec PROTEUS, c'est une nouvelle ère qui s'ouvre pour le développement de médicaments et la compréhension des maladies.
Pourquoi ce système est-il "open source" et quelles sont ses applications futures ?L'équipe du Dr Christopher Denes, de l'Université de Sydney, a dû relever un défi majeur : s'assurer que les cellules de mammifères puissent supporter de multiples cycles d'évolution et de mutations sans "tricher", c'est-à-dire sans trouver de solution triviale. La clé a été l'utilisation de particules pseudo-virales chimériques, un design ingénieux combinant l'enveloppe d'un virus avec les gènes d'un autre, empêchant ainsi le système de fausser les résultats. Le système obtenu est stable, robuste et a été validé par des laboratoires indépendants.
La décision de rendre PROTEUS open source est significative : elle vise à encourager son adoption par la communauté de recherche mondiale. "En appliquant PROTEUS, nous espérons stimuler le développement d'une nouvelle génération d'enzymes, d'outils moléculaires et de thérapies", a déclaré le Dr Denes. Le professeur Neely, co-auteur principal, se dit enthousiaste à l'idée de voir ce que d'autres chercheurs en feront, avec comme objectifs à long terme d'améliorer les technologies d'édition génique ou d'affiner les médicaments à ARN messager (ARNm) pour des effets plus puissants et spécifiques. PROTEUS offre un potentiel immense pour la médecine de demain, en rendant l'évolution moléculaire accessible et programmable en laboratoire.
Foire Aux Questions (FAQ)
Qu'est-ce que PROTEUS et en quoi est-il novateur ?
PROTEUS (PROTein Evolution Using Selection) est un système d'intelligence artificielle biologique qui permet de concevoir et de faire évoluer rapidement des molécules (protéines, nanocorps) avec de nouvelles fonctions. Sa grande innovation est de pouvoir le faire directement à l'intérieur de cellules de mammifères, une capacité inédite pour cette technique d'évolution dirigée.
Quelles applications concrètes ce système peut-il avoir ?
PROTEUS a des applications potentiellement révolutionnaires dans la médecine. Il peut être utilisé pour améliorer l'efficacité des thérapies géniques comme CRISPR, accélérer la découverte de nouveaux médicaments plus efficaces, et développer des outils moléculaires ou des thérapies impossibles à créer avec les technologies actuelles, notamment pour lutter contre des maladies complexes comme le cancer.
Pourquoi PROTEUS a-t-il été rendu open source ?
Le système PROTEUS a été mis en open source pour encourager son adoption et son utilisation par la communauté scientifique mondiale. L'objectif est de mutualiser les efforts de recherche et de développement, afin d'accélérer la création de nouvelles enzymes, outils moléculaires et thérapies, comme des médicaments à ARN messager plus ciblés.
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