Naissance d’une nouvelle médecine qui applique la théorie de l’évolution pour lutter contre le cancer ou les pandémies | Santé et bien-être

Si Dieu avait été un physicien du XIXe siècle, il ne jouerait pas aux dés, mais en tant que biologiste, il aurait toujours été un joueur. Les êtres vivants sont le résultat d’une combinaison aléatoire de variantes génétiques qui donnent naissance à des individus qui tentent de survivre dans un monde mutant. Ce qui est un avantage dans une circonstance peut nous condamner plus tard. Le grand homme peut avoir un plus grand sex-appeal que le petit homme ou avoir plus de chances de gagner un combat, mais il a également un risque plus élevé de mourir plus tôt. Les éléphants n’ont pas de prédateurs, mais ils se reproduisent très lentement et sont en tant qu’espèce plus fragiles que les charmantes gazelles. Toute la diversité chaotique de la vie n’aurait aucun sens, comme le disait le biologiste évolutionniste Théodose Dobjansky, si elle n’était pas la lumière de l’évolution. Cette lumière a servi à donner un sens à la vie et peut désormais éclairer également la santé et la maladie.

Cette semaine, le premier programme commun de recherche en génomique médicale évolutive a été présenté à Barcelone (ÉvoMG) du monde. L’initiative, dotée d’un financement initial d’un million d’euros de la Generalitat de Catalogne, est une collaboration entre le Centre de régulation génomique (CRG), l’Université Pompeu Fabra (UPF) et l’Institut de biologie évolutive CSIC-UPF (IBE). Son objectif : appliquer les principes de l’évolution pour comprendre les racines des maladies afin d’améliorer la santé humaine. “Une partie de ce concept est ce que nous appelons des thérapies résistantes aux processus évolutifs, qui incluent le cancer, les bactéries, les virus ou tout autre agent pathogène, qui muteront et s’adapteront au traitement que vous appliquez”, explique le promoteur du projet, ICREA. professeur de recherche Manuel Irimia (Maputo, Mozambique, 43 ans).

Le cancer suit les mêmes règles évolutives que les êtres vivants, mais avec moins de restrictions ; C’est la nature qui se déchaîne. Chez les êtres vivants, les mutations offrent des alternatives qui améliorent la survie lorsque la situation change, comme la capacité de mieux utiliser l’oxygène dont disposent les Tibétains grâce à une variante génétique. Les cellules tumorales mutent à une vitesse diabolique et cela explique l’émergence rapide de résistances aux médicaments, qui fonctionnent au début et deviennent inefficaces avec la prolifération de cellules résistantes. L’un des groupes participant à EvoMG, dirigé par un chercheur du CRG, Donate Weghorn, étudie le cancer en tant que système évolutif ; et il existe d’autres groupes de scientifiques qui cherchent à piéger le cancer dans une impasse évolutive.

Un autre domaine où la compréhension de l’évolution est le plus évident est celui de la résistance aux antibiotiques. Après les succès des dernières décennies contre les bactéries, les médicaments destinés à les combattre perdent en efficacité car les microbes s’adaptent. « C’est l’un des grands défis de santé publique et c’est un problème évolutif, on lutte contre des pathogènes qui évoluent très vite. Nous opposons l’industrie chimique et pharmaceutique à l’évolution des bactéries et je pense que c’est une mauvaise idée », déclare Irimia.

Comparée à la recherche d’antibiotiques par essais et erreurs, l’application de modèles évolutifs et mathématiques a le potentiel de produire des médicaments plus efficaces. « A l’UPF, il y a un virologue, Juana Diezqui fait partie du programme, qui développe un traitement qui s’attaque aux structures secondaires du virus. D’un point de vue évolutif, il est beaucoup plus difficile pour le virus de s’adapter à ce traitement, car une seule mutation ne suffit pas, il lui faut une mutation à deux endroits en même temps, et il existe des modèles mathématiques qui vous montrent que cela rend beaucoup plus difficile l’apparition d’une résistance. C’est ce type d’idées que nous souhaitons promouvoir avec ce programme », poursuit Irimia.

Pour ce scientifique, l’un des principaux bénéfices de cette initiative est d’offrir une nouvelle perspective aux chercheurs biomédicaux : « Ce sont des gens qui travaillent sur des problèmes très divers et qui n’avaient pas pensé à appliquer ces principes évolutifs. Avec ce programme, ils peuvent y parvenir et trouver des solutions auxquelles ils n’auraient pas pensé autrement », explique Irimia.

Il connaît le chemin, même s’il est allé dans l’autre sens. En tant que généticien évolutionniste, il a passé des années à étudier comment le même gène peut produire différentes protéines ayant des fonctions différentes. Notre génome semble écrit par un auteur d’énigmes, qui alterne des mots intelligibles avec des mots dénués de sens. Pour extraire des informations utiles à la production de protéines, il existe un système d’épissage, appelé épissagequi rassemble des phrases significatives et permet au même gène d’avoir des lectures différentes. Cela signifie que les cellules produisent différentes protéines ayant des fonctions différentes dans notre corps ou, aussi, qu’il existe de nombreux êtres vivants différents.

En étudiant ce système génomique, Irimia a découvert de petites informations appelées microexons qui régulent la fonction neuronale. “Quand j’ai comparé les résultats obtenus avec les humains et les souris, j’ai vu qu’ils étaient identiques, qu’ils étaient très conservés au cours de l’évolution (ils sont apparus il y a 550 millions d’années) et cela m’a fait penser que c’était quelque chose d’important”, dit-il. Puis il a constaté que, chez les personnes autistes, les microexons sont souvent dérégulés parce que leurs neurones ne produisent pas suffisamment de protéine SRRM4, un outil dont disposent les neurones et qui permet aux microexons d’être insérés au bon endroit. Un effet similaire a été observé dans les altérations responsables du diabète.

“Nous pouvons désormais utiliser des ARN non codants pour manipuler le processus de épissage et cela a des applications thérapeutiques incroyables pour corriger quelque chose qui ne va pas dans le épissage et, par exemple, modifier les microexons impliqués dans le diabète et faire en sorte que les cellules bêta génèrent plus d’insuline. Vous commencez à essayer de comprendre l’origine des vertébrés, comment les génomes évoluent, et vous découvrez que des processus comme épissage Ils ont des implications sur les maladies. Il existe déjà des traitements épissage qui sauvent la vie des enfants et je pense que dans cinq ans il y aura une explosion de ce type de traitements », prédit Irimia.

L’équilibre capricieux de la vie

À long terme, l’un des grands intérêts de la médecine évolutionniste est de comprendre pourquoi nous vieillissons, le processus qui est à l’origine de toutes les maladies. Il existe une programmation génétique qui fait que les souris vivent quelques années et les humains 80 ans, ou qui produit des phénomènes étranges tels que la petite souris qui vit longtemps, qui vit plusieurs décennies de plus que des espèces similaires et semble immunisée contre le cancer. Puisque les organismes sont le résultat d’une série de choix pour obtenir le meilleur résultat possible avec des ressources limitées, ils existent dans un équilibre qui rend difficile la modification des aspects indésirables sans toucher aux autres que nous aimons tels qu’ils sont.

Il y a quelque temps, la longueur des télomères, une sorte de gaine protectrice située aux extrémités des chromosomes où sont stockées les informations qui indiquent à notre corps comment rester en vie, était liée à la vitesse du vieillissement. Avoir des télomères trop courts a été associé à un vieillissement accéléré et à des maladies telles que la fibrose pulmonaire, et il a été proposé qu’un traitement visant à les allonger pourrait retarder le vieillissement. Mais il a également été constaté qu’une longueur excessive augmente le risque de souffrir de certaines tumeurs.

Irimia estime qu’on ne peut pas encore dire si notre programme de vieillissement peut être manipulé sans effets secondaires ou si la vie peut être prolongée indéfiniment ou si la biologie a des limites intrinsèques. « Normalement, les animaux qui vivent longtemps se reproduisent peu et vice versa, car si vous vivez longtemps et vous reproduisez beaucoup, vous allez épuiser les ressources de votre environnement. C’est ce que nous, les humains, faisons maintenant. Cela peut sembler briser l’équilibre, mais les humains vivent en déséquilibre. On peut penser que les humains enfreignent les règles, mais ce sont aussi les règles du processus évolutif : l’apparition de nouveaux êtres vivants crée de nouvelles règles », prévient le chercheur. Et il conclut : « Quand les cyanobactéries sont apparues et ont rempli l’atmosphère d’oxygène, elles ont détruit tout ce qui était là avant et grâce à cela nous pouvons respirer. Les humains vont changer les règles et, d’ici des milliers d’années, la Terre sera méconnaissable ; Mais c’est une évolution et nous en faisons partie.