• Dr. Ludger Wess

La vie sous le microscope.

Science. Bien que la recherche fondamentale du Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) à Heidelberg ait une influence majeure sur la médecine moderne, elle est relativement peu connue du public. Ce que peu de gens savent : les sponsors privés et les sponsors peuvent apporter une contribution importante au succès de l'institut. Et les investisseurs ont même la possibilité de participer à des retombées individuelles et lucratives.

Photo ci-dessus: Martin Hogbom_Royal Swedish Academy of Sciences

Les publications du Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) ont peu de manchettes intéressantes. Il s'agit de "La vitrification de l'eau pure pour la microscopie électronique". Ou "mutations qui affectent le nombre de segments et la polarité". Mais ce qui ne suscite qu'un haussement d'épaules de la part des laïcs électrise le monde professionnel. C'est parce qu'il cache des découvertes qui ont été récompensées par des prix Nobel quelques années plus tard.

La publication numéro un a jeté les bases de la cryomicroscopie électronique. Il permet aux chercheurs de prendre des instantanés des biomolécules en action. Cela vous aidera à comprendre comment ils fonctionnent beaucoup mieux. En prenant la mouche des fruits comme exemple, le numéro deux a expliqué pour la première fois les mécanismes impliqués dans le développement embryonnaire, c'est-à-dire la formation d'un organisme fini à partir d'un oeuf.

Les auteurs respectifs, Jacques Dubochet, Eric Wieschaus et Christiane Nüsslein-Volhard, ont acquis leurs connaissances en tant que responsables des groupes de travail de l'EMBL. "Ce ne sont là que les travaux les plus connus ", déclare Astrid von Soosten, responsable du développement des ressources à l'EMBL. "Rien qu'en 2016, l'EMBL a produit près de 700 publications scientifiques. Trois publications de l'EMBL figurent dans la liste des cent publications les plus citées et donc les plus influentes de tous les temps dans le monde".

L'EMBL a été fondée en 1974 par neuf pays de l'UE et Israël en tant qu'organisation internationale pour accueillir des chercheurs de talent dans le tout nouveau domaine de la biologie moléculaire. Jusque-là, de nombreux scientifiques s'étaient installés aux Etats-Unis.

L'EMBL est aujourd'hui l'un des laboratoires de recherche en biologie moléculaire les plus renommés au monde et est soutenu par 24 pays européens ainsi que par l'Australie et l'Argentine. Plus de 1600 personnes y travaillent. Il existe plus de 85 groupes de travail interdisciplinaires en biologie cellulaire et en biophysique, en biologie du développement, en génomique, en biologie structurale et en bioinformatique. Installations centrales pour le séquençage de l'ADN, la microscopie, les anticorps monoclonaux ou la purification des protéines. L'expertise de l'EMBL est tellement recherchée par les chercheurs que l'Institut a créé des centres de services pour les scientifiques afin que le plus grand nombre puisse en bénéficier.

En outre, des succursales sont exploitées à Barcelone, Grenoble, Hambourg, Cambridge et Rome. L'EMBL est principalement financé par des fonds publics de recherche des Etats membres. "Mais nous voulons aussi de plus en plus donner aux donateurs la possibilité de soutenir notre travail ", explique von Soosten.

Tous ceux qui veulent s'impliquer ont un large éventail de possibilités. D'une part, il y a les Amis de l'EMBL. Pour une adhésion annuelle de 1000 euros ou plus, le philanthrope reçoit régulièrement un bulletin d'information lui permettant d'approfondir sa connaissance du monde scientifique et de l'EMBL. En même temps, c'est un billet d'entrée à des événements publics et privés qui conduisent souvent à des relations personnelles avec les scientifiques de l'EMBL et leurs projets de recherche. Les entreprises peuvent devenir Amis de l'EMBL à partir d'un don annuel de 5000 euros et participer ensuite aux événements exclusifs de l'EMBL.

"Une autre option de financement très intéressante est le soutien de projets de recherche novateurs ", explique M. von Soosten. "Les philanthropes peuvent choisir parmi un large éventail de possibilités au pays et à l'étranger."

L'un de ces projets très spéciaux est le Programme sur la diversité des océans. Il est basé sur des échantillons de l'expédition Tara Oceans Expedition, une version moderne de la croisière de recherche légendaire de Charles Darwin sur le HMS "Beagle". Le jeune Darwin a commencé son voyage vers l'évolution en 1831. Près de 180 ans plus tard, au cours d'un voyage de 300 000 kilomètres à travers les océans du monde, les chercheurs ont systématiquement prélevé des échantillons d'eau, qui ont ensuite été envoyés à l'EMBL-EBI de Cambridge avec le plancton qu'ils contenaient - y compris les bactéries et les virus - pour séquençage et analyse du génome.

Des millions de gènes inconnus jusqu'à présent ont été découverts - des découvertes tout aussi importantes pour la compréhension de la chaîne alimentaire dans l'océan que pour la recherche climatique. Le plancton absorbe plus de 50 % du dioxyde de carbone de l'atmosphère, soit plus que toutes les forêts tropicales réunies.

"Le séquençage des données de tare nous donne un aperçu de la diversité de la vie dans les océans ", explique Rob Finn, chef d'équipe à l'EMBL-EBI. "Le premier ensemble de 40 millions de gènes que nous avons identifié dans les données de Tara provient principalement de bactéries qui nous étaient complètement inconnues auparavant. Dans la deuxième source de données, nous avons identifié à ce jour plus de 117 millions de gènes d'organismes supérieurs. Et nous sommes loin d'avoir fini. Il existe une énorme quantité de données génétiques que nous devons étudier. Que font ces gènes, à quelles espèces appartiennent-ils ? Comment cela s'insère-t-il dans le tableau d'ensemble ? Nous nous occuperons de ces questions fascinantes pour les années à venir."

D'autres projets de données am EMBL-EBI traitent de la représentation tridimensionnelle des biomolécules. Ils créent un atlas qui fournit des informations sur quand et dans quelles conditions les gènes sont lus dans différents organismes, ou fournissent des données sur les propriétés de liaison, la fonction et la dégradation des biomolécules.

L'EMBL construit actuellement un autre bâtiment sur son site de Heidelberg. Le Centre d'imagerie réunira sous un même toit de l'équipement de pointe, des experts en technologie et en analyse de données et sera accessible aux chercheurs de l'EMBL, à l'industrie et à jusqu'à 300 chercheurs invités annuellement.

Thermo Fisher Scientific, Leica et Zeiss Microscopy soutiennent la construction du centre en plus du gouvernement allemand et du Land du Bade-Wurtemberg. HeidelbergCement fait don de matériaux de construction. La Fondation Boehringer Ingelheim, une organisation à but non lucratif, fournit cinq millions d'euros pour la formation et le travail des scientifiques sur les microscopes. Les donateurs privés et les donateurs peuvent également participer à des mesures de construction et d'entretien ou à l'achat d'équipement à grande échelle.

L'objectif est de fournir aux scientifiques du monde entier les méthodes de microscopie optique et électronique à ultra-haute résolution de l'EMBL. "Jusqu'à présent, l'accès à ces technologies a été limité à quelques chercheurs. D'une part, les appareils sont très coûteux et, d'autre part, ils sont si complexes qu'il faut d'abord leur transmettre des connaissances particulières pour pouvoir les utiliser et évaluer l'énorme quantité de données. La majorité des chercheurs sont donc exclus de la révolution technique de l'imagerie, de sorte que les questions importantes ne peuvent être répondues ou même posées."

L'EMBL est également fortement impliquée dans la recherche sur le cancer. Par exemple, le groupe de recherche "From genome variation to molecular mechanisms" dirigé par Jan Korbel participe au projet international "Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes" (PCAWG), qui vise à analyser et comparer le génome de plus de 2800 tumeurs différentes.

Le résultat aidera à mieux comprendre ce qui rend les cellules cancéreuses si agressives et comment elles parviennent à miner les défenses immunitaires de l'organisme. Cela pourrait mener à de nouvelles options de traitement.

Un autre projet du Groupe Korbel est l'analyse du matériel génétique du cancer de la prostate. L'objectif principal est de mettre au point une procédure qui aide les patientes à prendre une décision pour ou contre une prostatectomie. Statistiquement parlant, l'ablation de la prostate, qui peut être associée à des effets secondaires considérables, n'est pas nécessaire dans 75 % des cas. Aber actuellement, il n'y a aucun moyen de savoir quand et avec qui c'est le cas. M. Korbel et son équipe travaillent à la mise au point d'une méthode qui prédit de façon fiable le développement de carcinomes de la prostate à partir de modifications visibles de l'ADN du tissu touché.

Le chercheur veut comparer les données de séquence génomique des tumeurs dont la progression est connue avec celles des tissus sains de la prostate afin de développer un type d'identificateur basé sur les déviations, sur la base duquel une recommandation pour ou contre une prostatectomie peut être faite.

Si le séquençage du tissu cancéreux ne montre aucun signe de détérioration rapide de l'état, le patient peut initialement renoncer à la chirurgie. Il est alors régulièrement suivi et, dans la plupart des cas, selon le chercheur, il a aussi une longue vie bien remplie devant lui avec sa tumeur. Les donateurs peuvent également soutenir spécifiquement ce projet.

"Mais ce n'est qu'une petite partie de notre travail ", explique von Soosten. "Au total, 85 groupes de recherche travaillent actuellement sur un grand nombre de projets. L'EMBL offre ainsi aux personnes intéressées scientifiquement de nombreuses possibilités de participer à la recherche fondamentale ou à des projets spécifiques."

Mais l'EMBL n'est pas seulement une adresse intéressante pour les philanthropes. Il est également possible d'investir avec l'intention claire de générer un rendement. Les investisseurs peuvent, par exemple, participer à la création d'entreprises pour commercialiser les résultats de la recherche de l'EMBL. "Nos résultats de la recherche fondamentale financée par des fonds publics devraient être utilisés de manière économique et profiter ainsi au grand public ", explique M. von Soosten. EMBL Enterprise Management Technology Transfer GmbH (EMBLEM), fondée en 1999, est en charge de ce projet.

En principe, cela fonctionne selon deux modèles : soit la nouvelle technologie est transférée sous licence à des entreprises existantes, soit les chercheurs créent leur propre entreprise. Ce dernier objectif a été atteint dans plus de 19 cas à ce jour.

Ces entreprises dérivées comprennent des entreprises prospères comme Cellzome et Luxendo. Cellzome, qui analyse les mécanismes d'action des médicaments, est issu de l'EMBL en 2000 et a rapidement pu conclure des alliances lucratives avec des sociétés pharmaceutiques de premier plan telles que Bayer, GlaxoSmithKline (GSK), Johnson & Johnson et Novartis. En 2012, l'entreprise a été rachetée par GSK pour 61 millions de livres sterling. Luxendo, spécialiste de la microscopie à feuilles lumineuses multiples, qui permet d'exposer des objets vivants sensibles en trois dimensions, a été fondée en 2015 et vendue au groupe américain Bruker pour un montant inconnu après seulement 18 mois. Une participation précoce aurait été payante pour les deux entreprises.

Afin de fournir aux fondateurs d'entreprises des capitaux provenant d'investisseurs privés non seulement au cas par cas mais aussi de manière systématique, le Fonds européen de technologie a été lancé en 2001 à l'initiative de l'EMBL et EMBL Ventures GmbH a été fondé. Elle gère aujourd'hui 120 millions d'euros dans trois fonds pour le compte d'investisseurs institutionnels et privés européens. EMBL Ventures investit un maximum de dix millions d'euros dans une entreprise.

Les sociétés du portefeuille comprennent des sociétés de biotechnologie innovantes telles que Immatics de Tübingen, Luxendo et Opsona Therapeutics. EMBL Ventures investit également dans des sociétés non-EMBL, mais utilise l'expertise d'EMBL pour évaluer et gérer les sociétés en portefeuille. Les trois fonds sont maintenant fermés, mais un nouveau fonds doit être lancé dans un avenir proche. La participation est possible à partir d'un montant de cinq millions d'euros.

Tout est possible dans le laboratoire européen de biologie moléculaire. Donateurs, bienfaiteurs, entrepreneurs et investisseurs y trouveront des projets passionnants et des investissements intéressants. Et l'un ou l'autre sera en mesure de dire à l'avenir :

"J'ai aidé à gagner le prix Nobel."

________________________________

Que peut faire la microscopie cryoélectronique ?

Pendant longtemps, seule la structure et la structure des grandes molécules de vie - ADN, ARN et surtout protéines - étaient connues. Pour les rendre visibles, la microscopie électronique a été utilisée, mais les molécules ont dû être préparées, séchées et recouvertes de sels de métaux lourds. Ils n'étaient donc connus que sous forme cristalline et solidifiée, mais pas lorsqu'ils bourdonnent à l'intérieur des cellules, se courbent et interagissent avec d'autres molécules. C'était comme avoir des statues de plusieurs danseurs de ballet, mais aucune idée de la façon dont ils travaillent ensemble en tant qu'ensemble.

Cela a changé lorsque les chercheurs ont commencé à expérimenter avec des liquides, comme les solutions de sucre, pour stabiliser les molécules. La percée a eu lieu lorsque l'EMBL a découvert que les solutions pouvaient être gelées en état de choc. Les molécules ont gelé au milieu du mouvement, et le processus s'est déroulé si rapidement qu'aucun cristal de glace ne pouvait se former qui détruirait les molécules sensibles. La solution se solidifie en un solide vitreux qui permet d'obtenir l'image de la molécule fermée. En 1984, Jacques Dubochet et ses collègues ont utilisé cette méthode pour cartographier les virus en solution pour la première fois. Après d'autres améliorations, la méthode est devenue routinière et permet aujourd'hui de comprendre les séquences exactes des mouvements à l'intérieur des cellules et de voir comment les molécules interagissent entre elles - pour la première fois, le ballet des molécules devient visible.

La médecine en a profité jusqu'à ce jour. Un exemple récent vient de la recherche sur le VIH, le déclencheur du sida. En utilisant la cryomicroscopie électronique, les chercheurs de l'EMBL ont pu pour la première fois visualiser la structure atomique exacte des structures virales impliquées dans la maturation et leur interaction avec un médicament appelé Bevirimat. Ils ont pu en déduire comment se déroule la dernière étape de maturation, comment Bevirimat l'influence et comment les mutations génétiques modifient la structure et conduisent ainsi à des résistances.

De facto, le virus peut être maîtrisé par Bevirimat. Il bloque l'étape finale de maturation dans la formation de nouveaux virus, interrompant ainsi la chaîne d'infection. Malheureusement, les virus de l'IH développent aussi une résistance à ces virus avec le temps. La microscopie cryoélectronique joue à nouveau un rôle important dans le développement de moyens qui sapent ces résistances.

________________________________

®

Auteur : Dr. Ludger Wess

Adresse d'édition

  • Private Wealth GmbH & Co. KG
    Montenstrasse 9 - 80639 München
  • +49 (0) 89 2554 3917
  • +49 (0) 89 2554 2971
  • Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

Langues

Médias sociaux