La chaîne de montage du futur: des outils automatisés au service de la recherche en biologie synthétique

La biologie synthétique est un secteur qui se développe rapidement et dont le futur semble prometteur dans de nombreux domaines d’application, de la recherche sur le comportement des cellules cancéreuses à la réduction de l’empreinte carbonique. Cette discipline implique la conception et la construction de nouvelles entités biologiques, telles que des enzymes ou des cellules, autant que la reconstitution de systèmes biologiques existants. De ce fait, les technologies d’assemblage d’ADN jouent un rôle essentiel dans les progrès à court terme de la biologie synthétique. Des travaux réalisés en collaboration par des partenaires académiques et industriels supportés par TOPCAPI, projet financé par l’UE, ont conduit au lancement d’un nouvel outil d’assistance à l’assemblage d’ADN dénommé MoCLO.

Comme l’indique un communiqué de presse publié par «Bio-IT World», ce nouvel outil «permettra aux spécialistes en biologie synthétique de concevoir et de synthétiser rapidement des structures de niveau 0 MoCLO CIDAR, à partir de centaines de pièces biologiques standards validées ou en utilisant des séquences d’ADN». Grâce à l’automatisation de cette étape, «le temps nécessaire aux biologistes synthétiques pour concevoir des structures à base d’ADN sera réduit et l’efficacité de leurs recherches en sera accrue». Le communiqué de presse souligne également que cet outil sera particulièrement intéressant pour les biologistes synthétiques en début de carrière.

Des usines cellulaires

Le projet TOPCAPI (Thoroughly Optimised Production Chassis for Advanced Pharmaceutical Ingredients), en cours, a pour objectif d’exploiter le potentiel biosynthétique des bactéries actinomycètes. Comme le résume le site web du projet, il s’agit de mettre au point des usines microbiennes de production de cellules à forte valeur pharmaceutique. Ces micro-organismes ou usines cellulaires sont indispensables à la fabrication de la plupart des antibiotiques disponibles aujourd’hui. En fait, les actinomycètes sont la source de production de 80 % des produits naturels à l’origine des antibiotiques commercialisés. Les séquences de leur génome montrent qu’elles fournissent collectivement le plus vaste ensemble de métabolites secondaires. «Par conséquent, les actinomycètes sont optimisés du point de l’évolution pour être des producteurs de substances naturelles, ce qui en fait potentiellement les meilleurs hôtes pour la production de composés hétérologues à forte valeur».

TOPCAPI cible deux actinomycètes hôtes qui ont été étudiés en détail depuis les années 1950: Le Streptomyces rimosus et le Streptomyces coelicolor. Le site du projet explique que «ces souches à usage typiquement industriel ont été manipulées génétiquement et sont déjà très éloignées de leurs ancêtres sous leur forme originelle». En outre, «il n’existe pas une seule usine cellulaire robuste disponible pour une production de type industriel à haut rendement des différents composés, et la plupart des composés produits ne peuvent être obtenus en quantité suffisante qu’une fois que l’organisme hôte a fait l’objet de plusieurs séries de manipulation et de sélection génétiques très consommatrices de main-d’œuvre destinées à permettre une production métabolite optimisée».

TOPCAPI a pour objectif de mettre au point une solution pour faire passer à un niveau industriel la production de ces espèces destinées à la fabrication de composés bioactifs. En développant une nouvelle souche bactérienne pour la production d’antibiotiques, TOPCAPI contribuera aux recherches sur la résistance aux antimicrobiens.

Lutter contre les super-bactéries

Bien que les antibiotiques aient eu un impact spectaculaire sur le traitement des maladies infectieuses, leur mauvaise utilisation ou leur surutilisation a conduit à une augmentation de la résistance et à l’émergence des super-bactéries. Par exemple, le Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (SARM), est l’une des causes les plus fréquentes d’infection associée à des soins hospitaliers résistante aux antibiotiques au niveau mondial, comme le souligne un rapport publié par le Centre européen de prévention et de contrôle des maladies. Les travaux de TOPCAPI contribueront également à contrôler la propagation des infections par le SARM potentiellement mortelles. Un autre des composés mis au point dans le cadre de TOPCAPI permettra de produire un nouveau médicament topique anti-acné.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:
site web du projet TOPCAPI