La découverte de la double hélice et ses applications médicales

Le 25 avril, la communauté scientifique célèbre la journée mondiale de l'ADN - un jour qui commémore la découverte de la structure de l'ADN. Plus d'un demi-siècle plus tard, le rôle pionnier de cette découverte pour l’avancement de la médecine moderne est évident.

Aujourd'hui, IBBL (Integrated Biobank de Luxembourg), les chercheurs et les cliniciens du Luxembourg bénéficient de ces progrès pour atteindre leur objectif d’introduire la future génération de soins de santé au Luxembourg.

Il y a 61 ans aujourd'hui, James D. Watson et Francis Crick ont décrit pour la première fois la structure en double hélice de l'ADN, après des années de recherches menées par ces derniers et d’autres scientifiques. Leur travail constitue un virage important pour la biologie moléculaire et est la base de décennies de croissance exponentielle des connaissances dans le domaine. Dans les années 1970, les scientifiques ont commencé à comprendre comment exploiter l'ADN pour des applications technologiques et médicales et ont décrit les premières méthodes de séquençage et de clonage de l’ADN. Ces techniques ont contribué considérablement à l'avancement rapide de la recherche biomédicale et au développement des biotechnologies. Sans elles, les sciences médico-légales, le développement de médicaments et de vaccins, la thérapie génique et la médecine personnalisée seraient encore à mille lieues de là où elles en sont aujourd'hui. En particulier la médecine personnalisée serait complètement inconcevable sans les découvertes de ces biologistes moléculaires il y a des décennies.

Traiter le « bon patient » avec le « bon médicament » au « bon moment »

Aujourd'hui, il est largement reconnu qu’une approche générique de traitement n’est pas nécessairement la meilleure option, ni pour les patients, ni pour le système de santé. Pour faire progresser véritablement les soins de santé, le « bon patient » doit être traité avec le « bon médicament » au « bon moment ». C’est le principe même de la médecine personnalisée. Cette dernière vise à adapter les soins aux patients sur la base de leur profil génétique ou moléculaire. Les cliniciens peuvent par exemple être guidés dans leur décision de traitement par l'analyse des mutations à travers le séquençage de l’ADN de leurs patients.

La médecine personnalisée continue à être un sujet d’actualité important

Les biomarqueurs facilitent le diagnostic, le pronostic et permettent de prévoir l’efficacité des traitements. Certains biomarqueurs ainsi que des médicaments visant des cibles particulières (présentes seulement dans certains groupes de patients) sont déjà disponibles sur le marché. Cependant, il reste un énorme réservoir de biomarqueurs potentiels et de cibles médicamenteuses à découvrir. Ainsi, la médecine personnalisée continue à être un sujet d’actualité important. C’est particulièrement le cas au Luxembourg, où les hôpitaux, la biobanque IBBL (Integrated Biobank de Luxembourg) et les chercheurs du CRP-Santé (Centre de Recherche Public de la Santé) et du LCSB (Luxembourg Centre for Systems Biomedicine) se sont associés et ont créé le Consortium de la Médecine Personnalisée (Personalised Medicine Consortium ou PMC) en 2010. De multiples projets ont été lancés dans les domaines du cancer, du diabète ou encore de la maladie de Parkinson dans le cadre de ce consortium.

L’un de ces projets se concentre notamment sur la découverte et la validation de biomarqueurs moléculaires pour le cancer du poumon. Menée par Dr. Guy Berchem, oncologue au Centre Hospitalier de Luxembourg et chef du laboratoire d’hémato-oncologie expérimentale du CRP-Santé, l’étude vise à évaluer la survie des patients qui reçoivent une thérapie ciblée sur la base de mutations génétiques spécifiques. Après l’obtention du consentement éclairé du patient, IBBL organise la collecte d’une partie des échantillons de tissus prélevés sur ce patient lors d’une intervention chirurgicale ou d’une biopsie. Ces échantillons sont envoyés à un laboratoire de diagnostic moléculaire qui effectue une analyse de molécules bien définies. Les résultats obtenus ainsi qu’une interprétation et une proposition thérapeutique sont alors transmis au médecin qui sélectionne un traitement personnalisé et adapté à la tumeur du patient.

Des liens entre nos gènes et l'environnement

L'ADN des patients n’est pas le seul élément qui intéresse les chercheurs. De plus en plus de scientifiques se penchent sur la manière dont l'ADN peut être modifié et ainsi régulé, un domaine appelé l'épigénétique. Diverses modifications structurelles de la molécule d'ADN peuvent mener à l'activation ou la désactivation de gènes spécifiques, affectant ainsi le comportement des cellules ou des tissus. De plus, ces modifications semblent être modulées par des facteurs environnementaux. Un autre facteur fait le lien entre nos gènes et l'environnement. Il s’agit du microbiome - la collection de gènes provenant des microbes présents sur le corps humain. Communément nommé « notre deuxième génome », le microbiome a gagné beaucoup d'attention et a été lié à plusieurs maladies, dont le diabète et certains types de cancer. C'est un domaine dans lequel la communauté de recherche du Luxembourg est particulièrement active. IBBL et le LCSB collaborent notamment sur deux projets qui visent à étudier le rôle du microbiome dans le développement du diabète. La médecine personnalisée et la recherche sur le microbiome sont véritablement les fils rouges des programmes de recherche prioritaires et de la stratégie de la biobanque pour les années à venir.

Auteur: Arnaud d'Agostini, Sarah Weiler
Photo © leonardo medical/Shotshop.com