L’avenir prometteur du dépistage des maladies infectieuses

Lorsque Peter Unrau, Ph. D., de la Simon Fraser University a décidé de passer de la physique théorique à la biologie moléculaire, en 1996, il s’est vite rendu compte que l’acide ribonucléique (ARN) était une molécule qui jouerait un rôle de plus en plus important dans son nouveau domaine. Depuis, M. Unrau a assisté à une hausse spectaculaire du nombre de travaux de recherche portant sur l’ARN, et cette tendance ne montre aucun signe d’essoufflement. Avec l’acide désoxyribonucléique (ADN) et les protéines, cette petite macromolécule serait à l’origine de la création du monde vivant tel que nous le connaissons aujourd’hui.

Le pouvoir de l’ARN a longtemps été au cœur des travaux réalisés au  laboratoire de M. Unrau ainsi que par ses collaborateurs. M. Unrau et son équipe utilisent une technique appelée « sélection in vitro » pour examiner un grand nombre de molécules d’ARN et trouver des molécules fonctionnelles pouvant servir dans le cadre de leurs travaux. Leurs projets vont de la création de systèmes d’ARN autoamplificateurs à la mise au point, plus récemment, d’un ensemble de colorants à base d’aptamères fluorogènes appelés « Mango ». Ces aptamères se lient à un ligand présent dans les cellules et les font briller. « Si vous insérez cet aptamère fluorogène dans une molécule d’ARN que vous voulez étudier, la molécule devient fluorescente », explique M. Unrau. « La grande différence entre nos colorants fluorogènes et les autres, c’est que nos colorants sont des milliers de fois plus brillants et sont très fortement liés aux aptamères Mango ». Cela représente une avancée considérable par rapport aux autres colorants.

La pandémie de COVID-19 a provoqué un changement de priorités pour M.  Unrau, qui a voulu saisir l’occasion pour réajuster ses aptamères Mango. Cette technologie, qui était initialement utilisée avec les molécules d’ARN individuelles dans les cellules et qui servait à détecter la présence d’agents pathogènes dans des cultures tissulaires, peut maintenant être utilisée pour détecter des maladies comme la COVID-19 au moyen d’une trousse de détection par amplification isotherme d’ARN. Le principe est simple : on prélève un échantillon de salive qu’on met dans une éprouvette, puis on y insère une bandelette comportant un rapporteur Mango. Si l’échantillon renferme des molécules d’ARN viral, celles-ci deviennent fluorescentes grâce au rapporteur Mango, ce qui permet de détecter facilement leur présence. Si un sujet est infecté, un indicateur s’allumera pour indiquer la présence d’ARN viral.

M. Unrau mentionne que la plupart des difficultés auxquelles son équipe a été confrontée lors de la mise au point de la trousse de détection d’ARN par amplification isotherme sont survenues à l’extérieur de son laboratoire. En effet, afin de faciliter la mise en œuvre de son projet, M. Unrau a dû mettre sur pied un groupe de travail comprenant des cliniciens et des virologues tout en cherchant une installation de confinement de haut niveau qui lui permettrait de cultiver le virus sans danger. Même si l’université est presque entièrement fermée en raison de la pandémie de COVID-19, M. Unrau demeure confiant suite aux récentes conversations qu’il a eues au sujet de la possible commercialisation de sa trousse de détection. « Je suis un éternel optimiste », affirme-t-il. « Nous négocions actuellement avec de grandes entreprises qui pourraient se charger de la production de la trousse. Il est vraiment difficile de savoir dans quelle mesure la trousse sera utile dans le contexte de la pandémie actuelle. Mais ce qui est clair, c’est que nous avons besoin de bien meilleures technologies pour être en mesure de faire un dépistage à l’échelle de tout un pays. »

Interrogé au sujet de l’avenir de ses trousses de détection, M. Unrau souligne leur polyvalence. « Puisqu’il s’agit d’une épreuve à base d’acides nucléiques, il est possible de la reprogrammer pour l’adapter à vos besoins », précise-t-il. « Les plus grandes difficultés sur le plan scientifique sont derrière nous. Les défis qui restent sont de savoir comment offrir la technologie sous la forme d’un produit et comment la modifier rapidement pour l’adapter à différentes maladies. »

M.  Unrau reconnait le rôle central que le CRSNG a joué dans sa carrière de chercheur. « Il est très rare de trouver de telles possibilités de financement. C’est bien qu’il y ait un organisme subventionnaire qui évalue nos travaux de recherche, nous subventionne et nous laisse la liberté de dépenser l’argent comme bon nous semble. Les aptamères Mango n’auraient pas vu le jour si nous n’avions pas reçu une subvention à la découverte du CRSNG. » Les travaux effectués par M. Unrau et les membres de son laboratoire sont financés en partie par la  possibilité de financement canadienne pour une intervention de recherche rapide contre la COVID-19 Le financement du CRSNG a également fourni à des étudiants la possibilité de travailler dans son laboratoire, par le passé et encore actuellement. Lorsqu’ils quittent son laboratoire, les étudiants qu’il a formés se retrouvent principalement dans le secteur privé et le milieu universitaire, aux quatre coins du monde.

En ce qui concerne l’avenir de la recherche sur l’ARN, M. Unrau est enthousiaste à l’égard de la nouvelle génération de scientifiques qui s’intéressent à ce domaine, tout comme des découvertes à venir. « L’ARN est une molécule vraiment géniale, et elle peut faire beaucoup de choses. Plus nous l’étudions, plus nous découvrons de choses ingénieuses que la nature fait avec l’ARN et que nous ignorions. » Selon lui, la découverte du système CRISPR―la technique de modification génomique ayant fait l’objet du plus récent prix Nobel―représente une avancée qui change complètement la donne dans le domaine de la recherche sur l’ARN. Ce sont des développements comme celui-ci qui maintiendront l’étude de l’ARN à la fine pointe de la biologie moléculaire pour les années à venir.

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