Microbiome génétiquement modifié : modifier les bactéries pour la santé

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Microbiome génétiquement modifié : modifier les bactéries pour la santé

Microbiome génétiquement modifié : modifier les bactéries pour la santé

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Des expériences modifiant différentes populations bactériennes pour remplir les fonctions souhaitées donnent des résultats prometteurs.
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      Prévision quantique
    • Le 8 mars 2023

    Le microbiome est constitué de micro-organismes dans un environnement particulier. La modification génétique du microbiome pourrait aider à supprimer ou à présenter certains traits et à fournir des thérapeutiques, trouvant diverses applications pratiques dans les secteurs de l'agriculture, de la santé et du bien-être.

    Contexte du microbiome génétiquement modifié

    Le microbiome intestinal, la communauté de micro-organismes dans l'intestin humain, joue un rôle important dans la santé. Des recherches récentes ont montré que le microbiote intestinal peut affecter les maladies auto-immunes, le diabète, le cancer, les maladies cardiovasculaires, la maladie de Parkinson, la maladie d'Alzheimer, la sclérose en plaques et même la dépression. Cependant, l'équilibre de cet écosystème délicat peut être perturbé par divers facteurs tels que l'alimentation et les antibiotiques, ce qui le rend difficile à restaurer. 

    Plusieurs chercheurs se penchent sur la modification génétique des microbiomes pour augmenter leurs chances de survie et d'adaptabilité. Par exemple, des scientifiques de la Texas A&M University ont utilisé la relation symbiotique d'une bactérie, E. coli, et d'un ver rond pour modifier génétiquement le microbiome du ver en 2021. Ils ont remarqué que lorsque des gènes supprimant la fluorescence étaient insérés dans le plasmide d'E. coli, les vers qui le consommaient cesseraient de présenter de la fluorescence. La même année, des scientifiques de l'Université de Californie à San Francisco ont chargé avec succès des virus chasseurs de bactéries avec le système d'édition de gènes CRISPR pour supprimer les chromosomes d'E. coli.

    En 2018, des chercheurs de la Harvard Medical School ont travaillé pour faire communiquer les bactéries afin de les coordonner et de les contrôler en harmonie. Ils ont introduit des circuits génétiques signaleurs et répondeurs pour libérer et détecter un quorum composé dans deux types de bactéries. Lorsque les souris ont été nourries avec ces bactéries, les intestins de toutes les souris ont montré des signes de transmission du signal, confirmant la communication réussie des bactéries. L'objectif reste de créer un microbiome synthétique avec des bactéries modifiées dans l'intestin humain qui sont efficaces pour communiquer entre elles tout en remplissant leurs fonctions. 

    Impact perturbateur 

    Explorer le potentiel de l'utilisation de techniques d'édition de gènes pour manipuler le microbiome intestinal peut résoudre les déséquilibres contribuant à divers problèmes de santé. Par exemple, davantage de recherches peuvent découvrir la fourniture de thérapeutiques pour corriger les déséquilibres bactériens dans l'intestin humain complexe. En modifiant génétiquement des bactéries connues pour être bénéfiques pour la santé intestinale, les scientifiques peuvent créer de nouveaux traitements pour divers troubles liés à l'intestin, notamment les maladies inflammatoires de l'intestin, le syndrome du côlon irritable et même l'obésité. Cela permet également de nouvelles méthodes de traitement du diabète en raison de déséquilibres hormonaux. 

    L'une des raisons pour lesquelles les bactéries sont plus faciles à manipuler génétiquement est due à leur composition en ADN. Ces minuscules organismes ont des morceaux d'ADN appelés plasmides en plus des principaux éléments d'ADN appelés chromosomes. Les plasmides peuvent faire des copies d'eux-mêmes et avoir moins de gènes que de chromosomes, ce qui les rend plus faciles à modifier avec des outils génétiques. Plus précisément, des morceaux d'ADN d'autres organismes peuvent être placés dans des plasmides de bactéries.

    Lorsque les plasmides font des copies d'eux-mêmes, ils font également des copies des gènes ajoutés, appelés transgènes. Par exemple, si un gène humain pour fabriquer de l'insuline est ajouté à un plasmide, alors que la bactérie fait des copies du plasmide, elle crée également plus de copies du gène de l'insuline. Lorsque ces gènes sont utilisés, il produit plus d'insuline. Cependant, les scientifiques s'accordent à dire que cette possibilité est encore loin en raison de la grande complexité des microbiomes. Néanmoins, les études actuelles peuvent également avoir plusieurs applications dans la lutte antiparasitaire, l'amélioration de la croissance des plantes et le diagnostic des maladies vétérinaires. 

    Implications des microbiomes génétiquement modifiés

    Les implications plus larges d'une ingénierie génétique réussie du microbiome dans plusieurs environnements peuvent inclure :

    • Augmentation de la recherche sur les outils d'édition de gènes, tels que CRISPR.
    • Ouvrir de nouvelles possibilités de production de biocarburants, d'aliments et d'autres produits en créant de nouvelles souches de bactéries mieux adaptées à des tâches spécifiques.
    • Utilisation réduite d'antibiotiques qui ciblent les bactéries sans discernement. 
    • Intérêt accru pour la médecine et le diagnostic personnalisés, où les traitements sont personnalisés en fonction du microbiome intestinal d'une personne.
    • Risques potentiels de prolifération de bactéries pouvant augmenter la survenue d'autres maladies.

    Questions à considérer

    • Compte tenu de la complexité du microbiome de l'intestin humain, pensez-vous que son génie génétique complet sera bientôt possible ?
    • À votre avis, quel sera le coût des applications généralisées de tels procédés ?

    Références Insight

    Les liens populaires et institutionnels suivants ont été référencés pour cet aperçu :