Nous nous consacrons à la recherche médico-biologique. Il est donc important pour nous de faire intervenir dans ces domaines des collaborateurs et collaboratrices qui apportent cette expertise acquise lors de leurs études, de leur doctorat et de leur vie professionnelle. L'association de ces connaissances avec l'informatique est unique.
Vous trouverez ici quelques-uns des thèmes que nous traitons.
Biotechnologie
[Bios] - la vie, [techne] - l'art, [logos] - la science.
La biotechnologie est le terme générique désignant cette science. Elle englobe les procédés relatifs à la matière vivante, avec un large éventail de thèmes, de méthodes et d'organismes.
Non seulement la biologie elle-même, mais aussi les connaissances et les avancées de la physique, de la chimie, du génie des procédés, de la science des matériaux et, de plus en plus, de l'informatique contribuent aux développements biotechnologiques.
Ceux-ci concernent la manipulation de bactéries, de cellules végétales, de champignons et de tissus animaux, mais aussi de virus (en tant que groupe non vivant). L'ensemble des gènes d'un organisme (le génome), l'ensemble de ses protéines (le protéome) et l'ensemble de ses transcrits (le transcriptome), avec leurs fonctions et leurs interactions, constituent l'objet de l'étude et le point d'ancrage pour la création et l'amélioration de produits destinés à servir le progrès du bien-être humain et la durabilité.
Depuis ses débuts, comme la fermentation des aliments et des produits d'agrément, en passant par des étapes clés comme la production d'antibiotiques ou le déchiffrage du code génétique, jusqu'aux techniques les plus modernes, comme le séquençage génétique associé aux algorithmes de la bio-informatique, le développement de la biotechnologie s'est orienté dans différentes directions. Les trois grands domaines principaux se répartissent entre l'agriculture (biotechnologie verte), l'industrie (biotechnologie blanche) et la médecine (biotechnologie rouge).
Dans l'agriculture, la modification génétique controversée des plantes cultivées constitue le thème central. L'optimisation du rendement par la sélection de variétés résistantes et de grande qualité doit contribuer à résoudre le problème de l'alimentation mondiale.
L'industrie exploite l'activité enzymatique des micro-organismes pour la fabrication de denrées alimentaires, de textiles, de papier, de cosmétiques, de produits de nettoyage et d'autres produits chimiques.
C'est en particulier dans la médecine que le secteur de la biotechnologie se développe. La compréhension des processus biochimiques dans les cellules humaines et du rôle de l'ADN aide à l'élaboration de procédés diagnostiques et thérapeutiques pour lutter contre les maladies cardiovasculaires, le diabète, le cancer, les neurodégénérescences, les infections virales et d'autres maladies.
La cellule
Les cellules sont des unités vivantes et autonomes, dotées de structures et de fonctions déterminées pour leur propre conservation, pour le maintien d'autres cellules ou pour d'autres fonctions.
Certaines cellules agissent seules, par exemple sous forme de bactérie unicellulaire, et contiennent tout ce dont elles ont besoin pour survivre. D'autres cellules interagissent avec les cellules voisines au sein d'amas cellulaires, de tissus et d'organes, et forment un organisme entier. Le corps humain, par exemple, se compose de plusieurs billions de cellules qui, hautement spécialisées, maintiennent les fonctions du corps humain dans une interaction complexe.
Les cellules présentent des points communs et des différences. Elles disposent d'une enveloppe, la membrane cellulaire. Les plantes et les champignons possèdent une paroi cellulaire. À l'intérieur se trouvent les organites, les « organes » de la cellule, baignant dans le liquide cellulaire, le cytoplasme. Les filaments intermédiaires et les microtubules soutiennent et stabilisent la cellule en tant que cytosquelette. Les organites peuvent être par exemple des mitochondries, qui assurent l'approvisionnement en énergie. Les cellules végétales possèdent des chloroplastes, dans lesquels elles produisent de l'énergie à l'aide de la lumière. Les lysosomes contiennent des enzymes digestives. L'appareil de Golgi modifie et transporte les protéines. En outre, certaines cellules contiennent un noyau, le nucléus. C'est là que se trouve l'ADN, qui pilote les processus dans la cellule et transmet les informations aux cellules descendantes. Pour obtenir de nombreuses cellules d'un même type, celles-ci sont cultivées en laboratoire dans un milieu nutritif. Dans des conditions finement ajustées, les cellules d'une lignée cellulaire se multiplient dans la culture cellulaire.
Le code génétique
La molécule géante à double brin contenue dans le noyau, l'acide désoxyribonucléique (ADN), est enroulée de manière compacte pour former des chromosomes. C'est un polynucléotide composé de nombreux nucléotides individuels. Les nucléotides qui se font face dans un double brin sont reliés entre eux par des liaisons hydrogène. Un nucléotide se compose d'un phosphate, du sucre désoxyribose et de l'une des quatre bases adénine (A), guanine (G), cytosine (C) et thymine (T). Un segment de ces nucléotides disposés en séquence forme un gène. La cellule dispose d'enzymes qui reconnaissent quelles bases sont présentes dans ces séquences. L'ordre des bases A, G, C et T au sein de ce gène détermine ce qui doit être produit ensuite. Ces produits sont des protéines qui servent d'éléments constitutifs du corps ou sont envoyées comme signaux à d'autres cellules.
La cellule n'est pas la seule à pouvoir accéder à ses informations génétiques. Depuis quelques années, il est possible de lire des séquences de nucléotides en laboratoire, puis de les analyser. Ces opérations sont appelées séquençage de l'ADN ou analyse de l'ADN.
Génomique unicellulaire
L'arrivée de la génomique unicellulaire représente une révolution pour la recherche sur le cancer et la recherche généalogique. Alors que, jusqu'à présent, les gènes ne pouvaient être analysés que sous la forme d'informations moyennes sur des amas cellulaires, l'étude du génome d'une cellule individuelle permet d'attribuer sans ambiguïté un signal mesuré à un type de cellule précis ou à un individu.
Cela ouvre des possibilités particulières dans la recherche médicale. L'identification des caractéristiques génétiques des cellules tumorales, par exemple, permet aux scientifiques de développer des médicaments contre un type de cancer spécifique et de les utiliser de manière ciblée. Les cellules identifiées comme malades peuvent ici être ciblées comme point d'attaque concret, tandis que les cellules saines du corps peuvent être épargnées.
Dans le cadre de cette technologie, l'ADN est extrait de cellules individuelles, amplifié, et le génome est reconstruit à l'aide de méthodes bio-informatiques. Par le passé, l'obtention de cellules individuelles viables constituait le « goulot d'étranglement » de ce processus. Depuis peu, des « imprimantes à cellules », par exemple, sont capables d'accomplir cette tâche délicate à l'aide du logiciel approprié. Les algorithmes de reconnaissance d'images y jouent un rôle important : identifier, dans une solution et avant leur isolement, des cellules individuelles ainsi que des cellules présentant certaines caractéristiques ou marquées en laboratoire.
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