All in the genes

Les fabuleux gènes

Des chercheurs de Toronto se penchent sur les gènes de la souris dans l'espoir de trouver des remèdes et des traitements qui pourraient être d'une importance vitale pour les humains
1 mars 2005
Le séquençage du génome humain — et celui du génome de la souris — étant maintenant chose faite, les scientifiques ont découvert que l'homme et la souris partageaient environ 95 % de leurs 30 000 gènes. Cette découverte redore le blason de la petite souris qui peut dorénavant servir de plateforme ou de modèle dans des recherches portant sur les maladies humaines qui pourraient mener à la découverte de traitements ou de remèdes.
 

Au Toronto Centre for Phenogenomics (TCP), on traque donc le petit rongeur : il ne s'agit pas de concevoir une meilleure souricière, mais plutôt de créer, littéralement, une meilleure souris, un gène à la fois.

En fait, les chercheurs du TCP — qui est encore un centre virtuel puisque l'ouverture de ses nouveaux locaux, encore en chantier, est prévu pour 2006 — modifient génétiquement des souris et utilisent des technologies spécialisées pour étudier le rôle des gènes dans la biologie, la physiologie et le comportement. Les souris génétiquement modifiées servent de modèles expérimentaux dans l'étude des maladies humaines et la découverte de diagnostics et de traitements nouveaux. Ces travaux pourraient permettre de mieux traiter quelques-unes des plus graves maladies à l'échelle planétaire.

« Il existe de tels centres de recherche sur la souris dans d'autres pays, mais aucun ne regroupe sous un même toit un tel éventail de compétences et de technologies », indique Janet Rossant, professeure de biologie à l'Université de Toronto. L'ouverture du TCP sera la consécration de sa carrière, entièrement vouée à ce passionnant domaine de recherche. « C'est à n'en pas douter le plus important et le meilleur centre de recherche sur la génétique de la souris dans le monde. »

En 2006, le nouveau TCP, situé derrière le Mount Sinai Hospital à Toronto, hébergera quelques-uns des plus grands chercheurs canadiens. Ceux-ci compareront le génome humain et celui de la souris afin de trouver de nouveaux traitements pour les maladies humaines. Ce centre unique, partagé par les quatre principaux hôpitaux d'enseignement du centre-ville de Toronto, amalgamera les programmes de recherche du Mouse Imaging Centre (MICe), du Canadian Mutant Mouse Repository et du Centre for Modelling Human Disease, que Janet Rossant dirige.

« Ici, à Toronto, nous ne nous contentons pas de faire des recherches sur la souris, fait remarquer la directrice. Nous mettons des ressources collectives à la disposition de chercheurs du monde entier qui utilisent la souris comme modèle dans leurs recherches sur les maladies humaines. ». Le centre va congeler les embryons et le sperme de souris de laboratoire génétiquement modifiées pour les distribuer, sur demande, à d'autres chercheurs. Le TCP offrira également des services d'évaluation clinique de souris mutantes à des chercheurs du milieu universitaire ou de l'industrie partout au pays.

« Nous savions pertinemment que beaucoup d'études sur les maladies génétiques allaient être faites sur la souris, indique Mark Henkelman, directeur du Mouse Imaging Centre et professeur à l'Université de Toronto. Si on veut vraiment faire progresser les travaux de recherche sur les maladies humaines à partir de la souris, il faut pouvoir travailler adéquatement sur les maladies de la souris. »

Mark Henkelman précise qu'on a dû jouer d'astuce pour concevoir certains équipements spécialisés, notamment un système d'imagerie par résonance magnétique... pour souris. L'appareil, de taille conventionnelle, permet aux chercheurs d'examiner les images de deux douzaines de souris à la fois, ce qui accélère l'analyse. Cela s'avère particulièrement utile quand il faut suivre les modifications très rapides qui surviennent chez des souris génétiquement identiques ou étudier les effets d'un défaut génétique particulier.

Retombées

Un patient cancéreux gît sur un lit d'hôpital, le cerveau ravagé par une tumeur; ses jours sont comptés. Les médecins ont une chance de lui sauver la vie : chirurgie, rayonnement ou cocktail toxique de médicaments de chimiothérapie. Quel traitement choisir? Quel dosage appliquer?

 

« Les tumeurs au cerveau sont très difficiles à traiter, car chacune à ses caractéristiques propres, indique Mark Henkelman, directeur du Mouse Imaging Centre (MICe). Comme les traitements sont très toxiques pour le patient, il est préférable d'être certain à l'avance de l'efficacité de l'un d'entre eux. »

Alors, comment les médecins peuvent-ils être certains qu'ils optent pour le bon traitement? Mark Henkelman indique qu'une nouvelle recherche présentement en cours au MICe pourrait bientôt aider les médecins à choisir le traitement le plus efficace du premier coup — en testant d'abord les divers traitements sur des souris.

« Il est maintenant possible de prélever des cellules tumorales du cerveau humain et de les implanter dans une souris qui ne possède pas de système immunitaire. Vous observez ensuite la croissance de la tumeur en utilisant la souris comme une sorte de substrat », explique Mark Henkelman. Cela signifie que les médecins peuvent d'abord expérimenter les traitements sur les souris puis, une fois le risque éliminé, les administrer à leurs patients. Compte tenu de la brève période de gestation et du court cycle de vie de la souris, il est possible d'obtenir des réponses à de graves problèmes médicaux en quelques semaines.

Mark Henkelman estime qu'au cours des 10 à 20 prochaines années, cette recherche pourrait mener à la mise au point de médicaments plus efficaces et plus ciblés. « Si nous pouvions déterminer d'emblée quel patient peut tolérer tel ou tel type de médication, nous pourrions probablement utiliser des médicaments plus efficaces sur des sous-populations spécifiques. » L'approche fait partie d'un nouveau domaine de recherche appelé la pharmacogénétique, et constitue l'un des principaux intérêts de la recherche sur le génome de la souris.

« Essentiellement, le plus important progrès est le fait que nous puissions reproduire dans la souris tout type d'altération génétique se produisant chez l'homme, indique Janet Rossant. Bientôt, il y aura des souris qui présenteront des mutations dans chacun des gènes du génome, ce qui nous aidera vraiment à déterminer la fonction des gènes dans leur ensemble. C'est là le but ultime de notre recherche. »

Partenaires

Le Toronto Centre for Phenogenomics (TCP) se distingue en prouvant que la concurrence au sein des hôpitaux de recherche n'est pas nécessairement la clef du succès. C'est à la collaboration exemplaire de quatre hôpitaux du centre-ville de Toronto que le TCP doit sa réussite :

  • Le Mount Sinai Hospital
  • L'Hospital for Sick Children
  • L'University Health Network (regroupement du Toronto General Hospital, du Toronto Western Hospital et du Princess Margaret Hospital)
  • Le St. Michael's Hospital

Outre le financement d'infrastructure provenant de la Fondation canadienne pour l'innovation, on compte au nombre des autres partenaires du TCP le Fonds ontarien pour l'innovation et le Fonds ontarien d'encouragement à la recherche-développement. 

Pour en savoir plus

Pour plus d'information sur les organismes de recherche au sein du TCP :