2 - Le Génopôle

 Dans le cadre des journées de collecte et de sensibilisation du Téléthon, trois classes du lycée Maurice Eliot ont eu la possibilité et la chance de pouvoir visiter les locaux et les laboratoires du Génopôle d’Evry. Les différentes classes ont été réparties en trois groupes. Le groupe deux, constitué d’élèves de la première S 1 et encadré par Mmes Déliot et Akerraz, est parti de la gare RER de Brunoy à 13h10, malgré des problèmes avec les tickets. Arrivés au Génopôle à 14heures, nous avons reçus nos badges, nous permettant de justifier notre présence. Nous avons visité une exposition consacrée au Génopôle et au Téléthon en attendant notre visite programmée à 14h30.

  « Dans la vie il n’y a pas de solutions. Il y a des forces en marche : il faut les créer et les solutions suivent. »

Antoine de Saint Exupéry

 La première grande action du Génopôle a été de cartographier entièrement le génome humain, permettant de comprendre l’origine des maladies génétiques, et de commencer à envisager des possibilités de guérison. Cependant le développement des traitements conçus par le Génopôle n’a pas été soutenu par les grandes industries pharmaceutiques. Les maladies rares ne sont pas assez « rentables » pour ces grandes firmes. Afin d’exploiter les données découvertes, le Génopôle a créé des entreprises dédiées le CNS-Génoscope et le CNG, Centre National de Génotypage.

 Les différents objectifs du Génopôle sont, de constituer et animer un pôle d’excellence scientifique afin de créer une « Sillicon Valley » de la génétique. Renforcer l’enseignement des sciences du vivant et favoriser l’essor des biotechnologies sont les objectifs éducatifs du Génopôle. Enfin, cette organisation participe également au déat sociétal et à la réflexion éthique en matière de recherche scientifique.

 Les projets en cours du Génopôle sont la création d’un CRCT, un centre de recherche clinique et translationnelle, un lieu qui doit rassembler malades et chercheurs afin de faire le lien entre le lit des patients et la paillasse des chercheurs. Cytopolis est un projet de banque de cellules souches qui permettra de modéliser in vitro, c’est-à-dire en laboratoire, les maladies génétiques. Le projet le plus ambitieux du Génopôle est de parvenir à une bioproduction en masse de médicaments, qui contrairement aux médicaments chimiques auront la capacité de soigner les maladies génétiques rares.

3- Compte-rendu de la visite

 

Notre guide, Christophe, travaille depuis onze dans la société Génopôle dans le service d’évaluation de vivant. Ce service est dédié à l’aide des chercheurs, qu’ils soient animaliers ou techniciens le service centralisé permet une meilleure gestion et un meilleur accompagnement des chercheurs.

La myopathie de Duchenne

La myopathie de Duchenne entraîne la mort de l’enfant atteint entre 18 et 25 ans, et n’a pour le moment aucun traitement. Les maladies génétiques sont héréditaires, donc transmises par les parents. La maladie de Duchenne est dite récessive liée u chromosome sexuel X. Il existe deux chromosomes sexuels : X et Y, les hommes possèdent un X et un Y, le plus petit des deux qui contient donc moins d’informations. La femme possède deux chromosomes X, par conséquent si l’un des deux est déficient l’autre compense. La myopathie de Duchenne est donc uniquement transmise par la mère à son fils, car un homme atteint de la maladie meurt avant d’avoir pu avoir des enfants, et ne peux donc pas la transmettre. Cette situation est particulièrement difficile à vivre pour la mère qui se considère responsable de la maladie de son fils.

 Rappels sur les cellules

Les cellules de notre organisme ont différentes formes, tailles et fonctions. La membrane est constituée de phospholipides qui protègent la cellule des attaques extérieures. Des canaux protéiques permettent la communication de la cellule avec l’organisme. Les organites et le noyau baignent dans le cytoplasme. Les organites comme les mitochondries ou les appareils de Golgi, qui assurent la maturation de la protéine, participent au bon fonctionnement de la cellule. Le noyau abrite l’ADN, qui n’en sort jamais, le cytoplasme le dissoudrait. L’ARN messager est donc chargé de faire la liaison entre le noyau et le reste de la cellule.

Le rôle principal de nos cellules est de synthétiser des protéines, qui assurent son fonctionnement et plus largement celui de l’organisme. Les gènes de l’ADN sont présents dans toutes les cellules mais ne s’expriment que dans certaines. Les cellules du pancréas synthétisent l’insuline, par exemple, ce que ne font pas les cellules nerveuses. Une erreur sur le code génétique entraîne des mutations, elles ne sont pas forcément nuisibles à notre santé, mais elles peuvent également entraîner des maladies génétiques transmises par les parents à leurs enfants. Les radiations entraînent aussi des mutations mais elles ne sont pas transmises. Les gamètes, cellules sexuelles, aboutissent à la formation d’une cellule œuf qui est le futur enfant. Si une mutation subvient lors de la méiose, une division cellulaire particulière qui aboutit à la formation des gamètes, elle peut alors être transmise à l’enfant, mais le parent ne sera pas porteur.

Dans le cas de la myopathie de Duchenne, c’est la dystrophine qui est mise en cause. Cette protéine est contenue dans la membrane des cellules de nos muscles. Les muscles sont tout le temps sollicités au cours de notre vie, que ce soit pour se lever, marcher mais également pour protéger nos organes internes des chocs, coups et blessures. Les organes les plus vitaux sont en plus protégés par de l’os, comme le cerveau dans la boîte crânienne ou le cœur dans la cage thoracique. En raison de leur mission de protection, les muscles doivent donc être toujours être en bon état. Lors d’un choc, les cellules détériorées sont détruites par les macrophages, puis des cellules souches les remplacent. La dystrophine atténue la plupart des choque car elle renforce la membrane de la cellule musculaire, cela évite de remplacer les cellules trop couvent. Chaque être humain naît avec un « quota » de renouvellements ; pour être humain « normal », qui n’est pas atteint par une maladie génétique, cette durée est comprise entre cent et cent-vingt ans. Les enfants myopathes l’épuisent cinq fois plus vite en raison de l’absence de la dystrophine dans la membrane de leurs cellules musculaires.

La première salle que nous avons visitée est la banque de cellules et d’ADN, l’une des premières en son domaine. L’ADN des enfants malades y est conservé dans la cellule, les scientifiques ne stockent pas de l’ADN pur. Pour obtenir l’ADN d’un patient atteint d’une maladie génétique la méthode la plus simple est celle de la prise de sang. En effet, le sang contient de nombreuses cellules dont les hématies, ou globules rouges, cellules privées de noyau qui ont une durée de vie d’environ cent-vingt jours. Les autres cellules, celles qui intéressent les chercheurs, car elles contiennent un noyau, sont les lymphocytes, ou globules blancs. De ces cellules est extrait l’ADN qui est ensuite répliqué, pour ne pas avoir à refaire de prise de sang régulièrement au malade, qui doit déjà subir de nombreux examens.

Dans la salle des cultures à lieu la centrifugation, phase qui permet de séparer les hématies des lymphocytes.

En raison de leur noyau, les lymphocytes sont plus lourds et lors de leur passage à la centrifugeuse, reste au fond du tube à essais, alors que les hématies, relativement plus léger surnagent. Cependant, un des inconvénients des lymphocytes est qu’ils ne « poussent » pas bien en culture. Les scientifiques doivent donc être particulièrement attentifs. Pour cultiver des cellules ils utilisent des flasques, bouteilles rectangulaires qui grâce à leur forme, ne roule pas. Cette bouteille est remplie de milieu nutritif où sont placées les cellules. Cependant, il ne faut surtout pas fermer la bouteille, sinon l’apport d’oxygène s’arrêterait, et les cellules mourraient après avoir consommé l’air enfermé à l’intérieur de la bouteille. Les cellules placées dans le milieu de culture ne profitent pas des mécanismes naturels du corps, comme l’évacuation des déchets. A ce moment intervient un autre facteur, la couleur du milieu de culture. La couleur rosée de ce dernier n’est en effet, pas due au hasard. Le milieu est teinté en fonction du pH, lorsque les déchets s’accumulent, le pH diminue, le milieu devient plus acide, sa couleur vire alors au jaune, ce qui alerte le chercheurs qui change le milieu de culture. Afin de pouvoir conserver indéfiniment les cellules, une fois qu’elles se sont multipliées, elles sont infectées par le virus de la mononucléose du baiser. Cet agent à la particularité de rendre les cellules immortelles. 

Les ampoules d’ADN sont entreposées dans la salle des cuves. Ces grands conteneurs sont remplis d’azote liquide, approvisionné depuis l’extérieur. Une cuve coûte environ 15 000€, majoritairement apportés par le Téléthon. Les cuves contiennent chacune un rack de rangement, sur lesquels se trouvent dix boîtes qui rassemblent cent ampoules. Une ampoule représente un patient. La logistique de cette bibliothèque très précieuse, est gérée par un logiciel, au commencement, la gestion se faisait sur un simple cahier à spirales. En cas de destruction ou de dysfonctionnement d’une cuve, un double de chaque ampoule est conservé dans une autre cuve de la salle, et en cas de force majeure, où toutes les cuves viendraient à être détruites, un double de chaque ampoule est également conservé dans une autre banque en Europe. Il y a plus de 7 000 maladies génétiques répertoriées, mais une estimation laisse supposer qu’il en reste encore le même nombre à découvrir. La salle contient environ 313 645 ampoules congelées.

Notre guide nous a ensuite emmené au troisième étage du bâtiment, dédié à la thérapie.

Rappels sur les virus et les bactéries :

Les virus ont une taille très peu importante comparée à celle d’une cellule. Ils s’attaquent à un type de cellule en particulier, le virus de l’hépatite attaque les cellules du foie, celui de la rage celles du cerveau, par exemple. Il y a de nombreux types de virus : à ARN, à ADN, qui se répliquent, qui ne se répliquent pas etc.

Les bactéries sont à ne pas confondre avec les virus, ce sont des organismes essentiels à notre vie : nous abritons plus de bactéries dans notre corps que nous ne possédons de cellules. Les bactéries ont une « vie » à part entière, elles se nourrissent, se multiplient etc. Certains virus attaquent même parfois des bactéries.

Le virus n’est, quant à lui, qu’une membrane abritant un code virale. Une fois que le virus est entré dans la cellule humaine, il rentre dans le noyau et y libère son information. La cellule se met alors à fabriquer des virus qui finissent par la faire éclater, les répandant dans l’organisme. Le virus du SIDA par exemple, s’attaque aux lymphocytes. Il existe aujourd’hui des traitements qui permettent d’endormir ce virus et de rendre le malade le moins contaminant possible. 

 Dans cette partie du bâtiment les chercheurs « fabrique » des vecteurs. Le mot vecteur est employé afin de remplacer celui de virus, qui a une connotation assez négative. Grâce à la capacité des virus à pouvoir entrer dans le noyau et d’y déposer de l’ADN, les chercheurs ont développé une méthode qui permettrait de pouvoir guérir la myopathie de Duchenne et d’autres maladies rares. Pour pouvoir injecter ces vecteurs dans le corps d’un patient, il ne faut pas que ce soit un virus atténué, les chercheurs recréent le virus en entier à l’aide de cellules particulières, à l’origine humaine mais désormais grâce à celles de papillons. Les vecteurs contiennent l’ADN qui permet de coder la dystrophine. Une fois à l’intérieur du noyau il y aura donc deux fois le même gène, en effet cette méthode de traitement ne détruit pas la copie non fonctionnelle du gène, elle ne fait que rajouter la bonne version.

Nous sommes ensuite allés dans la salle d’imagerie qui a coûté à elle seule près de 1,2 millions d’euros, en partie financé par le Téléthon. Le microscope à photons coûte à lui seul 400 000 €. La fonction de cette salle est de pouvoir vérifier que les traitements fonctionnent. Avant de pouvoir administrer un traitement quelconque à un être humain, il faut d’abord qu’il soit testé sur des animaux, le plus souvent des souris. Dans le cas de la myopathie de Duchenne il s’agit presque exclusivement de souris, quelque fois de chien, en raison de la présence à Maison Alfort d’un élevage de chien myopathes. Depuis peu, la réglementation entourant les tests sur les animaux a été renforcée. Les chercheurs doivent remplir sur un site Internet dédié, un serment dans lequel ils précisent ce qu’ils vont faire, pourquoi, et combien d’animaux ils vont utiliser. Les tests sur les souris se divisent en trois groupes, l’un est le groupe témoin, qui présente une évolution normale de la maladie, c’est un élément comparatif. L’un des groupes se voit injecter des vecteurs, en doses graduelles, tandis que l’autre reçoit un placebo, de l’eau. Afin de constater les avancées les souris peuvent être soumises à deux types de tests. Le premier est un test fonctionnel, la plupart du temps la souris est suspendue à une barre, plus ses muscles sont en bon état, plus elle reste suspendue longtemps. Le deuxième test est une biopsie, un muscle de la souris est analysé. En raison de la longueur des fibres musculaires, les cellules qui les composent ne peuvent être étudiées qu’une fois coupées dans la largeur et colorée. Les résultats obtenus sur les souris sont très encourageants, en effet au terme de six mois de traitement la quantité de dystrophine était proche de celle d’un individu sain, de plus les cellules musculaires avaient acquis une certaine homogénéité dans leur forme et taille dont elles étaient dépourvues.

 Pour pouvoir ensuite autoriser le test d’un traitement sur les êtres humains, il faut que des tests ait été fait sur des centaines voire des milliers de souris, afin de vérifier qu’il n’y a pas d’effets secondaires négatifs comme un gonflement des tissus ou une infection. Dans le cadre d’un test clinique classique, les « cobayes » sont rémunérés. En ce qui concerne la maladie de Duchenne, les recrutements sont en cours. Les personnes qui participeront à ce test ont été informées qu’il n’y avait aucune possibilité qu’elles guérissent, car même si grâce à elle, le produit est commercialisé, en raison de leur exposition au produit, l’effet en serait atténué. Concrètement, le test consistera en l’injection de vecteurs, une très faible quantité, dans un membre isolé. Ainsi, les organes internes sont protégés des éventuels effets négatifs, la faible quantité de vecteurs injectée est due aux manques de moyens de production.

L’immunologie est l’étude des mécanismes biologiques permettant à l’organisme de se défendre contre les agents infectieux et les substances toxiques ou étrangères. Cette science permet aux chercheurs de visualiser, en la colorant, la dystrophine.

Rappels sur les anticorps :

 Les anticorps sont les protecteurs de notre organisme, chacun d’entre eux est spécialisé pour lutter contre un corps étranger. Le lymphocyte B par exemple reconnaît un corps étranger et fabrique un anticorps. Afin de colorer la dystrophine des souris, leur dystrophine a été injectée à des lapins, les lymphocytes du lapin ont alors fabriqué un anticorps qui lutte spécifiquement contre la dystrophine de souris. Une fois prélevé, cet anticorps a permis de colorer les cellules en coupe de souris, en effet il s’est fixé sur la dystrophine des cellules de la souris, ainsi visible au premier coup d’œil. La GFP des méduses, colorant le plus répandu, n’est pas utilisé dans ce cas-ci en raison de son importante solubilité dans l’eau.

Le principal problème rencontré aujourd’hui par le Génopôle est la production de vecteurs. Les grands groupes industriels ayant refusé de prêter leurs infrastructures, même pour les essais cliniques, le Génopôle doit développer ses propres filiales de production. Ces projets, comme Généthon Bio-prod, prennent du temps pour se mettre en place et coûtent près de 25 000 000 €. Un service juridique s’est développé à Généthon depuis ce moment afin de protéger grâce à des brevets chacune de leur découverte. En effet, les grands groupes ont assuré qu’ils seraient prêts à produire les médicaments une fois qu’ils seront au point. Pour donner une idée de la quantité de vecteurs nécessaires pour soigner une souris, s’il avaient la taille d’une balle de tennis, la superficie qu’ils recouvriraient égalerait celle de la ville de Paris, alors pour un être humain ce serait celle de la Russie, soit 3 500 fois plus.

La thérapie génique vue précédemment et qui consistent en l’apport d’un nouveau gène dans toutes les cellules du corps, est différente de la méthode de thérapie cellulaire. Depuis 27 ans que le Téléthon existe, l’un de ses premiers résultats concrets a été la survie de bébé immuno-déficients, c’est-à-dire qui n’ont aucune défenses immunitaires, étaient voués à la mort entre 18 et 24 mois. Après leur placement dans une bulle stérile pendant les deux premières années de leur vie, ils sont prêts à recevoir une greffe de moelle osseuse, partie creuse à l’intérieur de certains os qui fabrique les hématies et les lymphocytes. L’opération reste très délicate, l’enfant passe un temps en aplasie, un arrêt du fonctionnement des cellules, après que sa propre moelle osseuse ai été détruite. Les donneurs les plus recommandés pour ce genre de greffe sont les frères et sœurs, car leur proximité génétique diminue la chance de rejet.

Après la destruction de l’ancienne et l’injection de la nouvelle, suit un temps, pendant lequel il faut attendre que les cellules nouvellement implantées « redémarrent ». Dans un rejet de greffe classique, le corps qui reçoit la greffe reconnaît le greffon comme corps étranger et le détruit, mais dans le cas de greffe de moelle osseuse, qui créé les anticorps, censés protéger l’organisme, s’il y a rejet c’est l’inverse qui se produit, les lymphocytes produit par la moelle greffée attaquent et détruisent tous les organes du receveur. Face à ce cas de figure, un nouveau protocole a été mis au point. Pour éviter les rejets, la moelle du bébé bulle est prélevée, elle est modifiée in vitro et lui est réinjectée, puisqu’il s’agit de sa propre moelle, il n’y a pas de rejet. Dix enfants ont déjà jouit de cette technologie, seul un est mort des suites d’une leucémie qui a été expliquée depuis.

A la fin de la visite notre guide nous a montré le laboratoire du bâtiment qui a le niveau de sécurité le plus élevé. En effet, les laboratoires sont classés en fonction des expériences qui y sont menées et surtout de la dangerosité des éléments qui y sont manipulés. Le niveau le plus élevé est le P4, il n’y en a qu’un seul en France, à Lyon, et sept en Europe. Le laboratoire que nous avons vu est de niveau P3. Pour y entrer les scientifiques doivent mettre au moins trois paires de gants, une combinaison intégrale, des protections pour les chaussures, les cheveux et des lunettes. Tout ce qui sort du laboratoire doit être stérilisé. Nous avons eu beaucoup de chance de pouvoir voir des chercheurs travailler à l’intérieur, d’autant plus que la plupart des membres du Génopôle était en train de préparer le Téléthon.

En sortant du Génopôle nous avons fait une photo de groupe devant le bâtiment, puis nous sommes retournés à la gare.