Posts by: c.audebert
Il y a peu, le système MiSeqDx a été la première plate-forme de séquençage haut-débit approuvée par la FDA (US Food and Drug Administration) pour le diagnostic in vitro (IVD). Ceci élargit encore les applications de ces couteaux suisses de la génomique pour aller flirter avec les promesses d’une médecine de précision. C’était, en partie, le souhait des promoteurs des séquenceurs de paillasse (benchtop sequencer) du MiSeq en passant par le Ion Torrent pour aller jusqu’au prometteur séquenceur-clé USB, d’Oxford Nanopore. Ce dernier permet une analyse en temps réel des données générées par le séquenceur. Ce mode opératoire, le temps réel, trouve tout son sens dans le cadre d’applications cliniques où le temps est l’ennemi du clinicien.
Alors que les mappeurs permettant de confronter des reads générés à une référence génomique, sont optimisés pour être de plus en plus rapides, il est très étonnant voire absurde de constater que cette étape ne pouvait être réalisée qu’une fois le run de séquençage, terminé. Aujourd’hui, cet affront fait au bon entendement est en passe d’être réparé dans cette publication, d’octobre 2016, dans Bioinformatics où l’équipe de bioinformatique du Robert Koch Institute propose une première approche dans le sens d’une analyse en temps réel (à base d’extension de k-mers). Une affaire à suivre et un code source disponible : https://gitlab.com/SimonHTausch/HiLive
Source de l’article : HiLive – Real-Time Mapping of Illumina Reads while Sequencing, Bioinformatics. 2016 Oct 29
« Science et alimentation ne sont pas nécessairement fâchées ! » Regards croisés entre un chercheur et un philosophe
Source : La science au service de l’alimentation ? Regards croisés entre un chercheur et un philosophe
Le premier MOOC, en français, ambitieux, pour tous les botaniques en herbe… du néophyte au plus confirmé. Ce MOOC s’est ouvert le lundi 05 septembre 2016, dans cette première session (il y en aura d’autres), pour une durée de 7 semaines. Des semaines durant lesquelles vous pourrez collectionner des badges synonymes de votre épanouissement culturelle au sujet des plantes. Vous pouvez accéder directement au MOOC de Tela Botanica en cliquant sur la capture d’écran ci-dessous.
Le fait de simuler des données de séquençage est une approche de plus en plus populaire pour qui aime à jouer avec les solutions analytiques de séquençage haut-débit. Il va sans trop de développement nécessaire que l’une des caractéristiques de ces jeux de données synthétiques est leur totale maîtrise (organisme(s) à l’origine de la séquence, taux d’erreurs, d’insertion, de délétion, % de séquences contaminantes etc...). Le tout permettant relativement aisément d’exploiter des métriques telles que la F-measure qui peut se définir comme, un métrique qui combine la moyenne harmonique du rappel (sensibilité) et de la précision (spécificité), ceci donnant
A des fins de comparaisons de différentes méthodes: plus une F-measure est élevée et proche de 1, plus votre méthode de mapping de reads, par exemple, sera jugée performante (encore faut il que le temps d’exécution soit jugé acceptable). Plus trivialement, ces reads synthétiques permettent de prendre en main les ressources, les logiciels et autres contingences nécessaires à une analyse post-séquençage liée à une technologie que vous souhaiteriez maîtriser. Des technologies pour lesquelles, trouver des données contrôlées, conformes à vos attentes, est plutôt difficile à exhumer. Certes la banque SRA du NCBI héberge une grande quantité de données produites sur un large spectre de technologies mais principalement dans un contexte de recherche donc difficilement contrôlable. Seules les séquences relatives à des run test, à partir de l’ADN d’organismes pris comme calibrateurs, telle que la coli DH10B permettent d’appréhender ces données en réalisant l’hypothèse que l’organisme séquencé correspond parfaitement à la séquence de référence disponible (est ce systématiquement le cas ? nous pouvons largement en douter…).
Quoi qu’il en soit un nombre croissant d’outils est disponible. Ces outils plus ou moins paramétrables permettent de simuler des données d’à peu près n’importe quel séquenceur… La publication de Merly Escalona et al. dans le Nature Reviews (Genetics) de juin 2016 vous est disponible en cliquant sur l’image « A comparison of tools for the simulation of genomic next-generation sequencing data » en tête de cette article. Cette publication est, à ce jour, le plus complet tour d’horizon de cette problématique liée aux simulateurs de données de séquençage… problématique qui n’est pas le seul apanage des bio-informaticiens ou bio-analystes…
Ce schéma reprend les caractéristiques de la vingtaine de simulateurs abordés dans la publication Escalona et al.
A moins de sortir d’une longue phase d’hibernation, tout un chacun aura eu les oreilles rebattues par les applications liées à la technologie CRIPSR/Cas9, la révolution de l’édition de gènes (comprenez modification). Plus facile à mettre en oeuvre que les technologies TALEN et autres nucléases doigt de zinc (voir la table ci-dessous), cette technologie est tout à la fois moins onéreuse et nettement plus efficace. Cette technologie est souvent comparée, du fait de sa précision d’utilisation, à une méthode de micro-chirurgie. Un nombre exponentiel d’articles scientifiques et non scientifiques font le panégyrique de cette révolution qui est la conséquences des travaux de Jennifer Doudna et Emmanuelle Charpentier. Ces dernières ont permis de configurer cette technologie à partir de l’élucidation d’un mécanisme de vaccination primitif bactérien (nous reviendrons sur ce point fondamental dans un futur article).
| Technologie | Première utilisation | Première application sur animaux vivants | Echelle de temps pour la mise en œuvre |
| Zinc finger nucleases | 1996 | 2002 | mois / année |
| TALENs | 2010-2011 | 2011 | semaines |
| CRISPR/Cas9 | 2012 | 2012-2013 | jours |
Donc non ! il ne s’agit pas ici uniquement de contribuer à l’enthousiasme, certes communicatif, de cette révolution dans le domaine des biotechnologies qui est lui-même friand de ces révolutions qui se succèdent les unes aux autres… Il s’agit dans ce premier article abordant CRISPR/Cas9 de proposer un début de décryptage de ce qui se cache derrière la terminologie de Gene Drive, application de CRISPR/Cas9. Cette terminologie est encore une fois peu aisée à traduire à mi-chemin entre le pilotage et le forçage génétique. Quoi qu’il en soit derrière l’appellation Gene Drive, se cache une technologie qui mérite que l’on s’arrête pour pousser plus avant la réflexion, tant l’enfer est pavé de bonnes intentions… Pour faire monter la pression, il faut savoir que James Clapper, le directeur du renseignement national des États-Unis, a placé la technologie CRISPR mais surtout sa formulation « Gene Drive » au niveau des armes de destruction massive… rien que ça.
Gene Drive, technologiquement concentre dans une cassette, l’outil permettant d’accélérer sa propagation (les ciseaux permettant la microchirurgie sont embarqués et encodés au sein même du génome ciblé) ainsi que le gène que l’on souhaite voir introduire au niveau d’une espèce donnée, évidemment cette technologie s’intéresse principalement aux populations sauvages. Ainsi cette cassette possède sa propre capacité de propagation, échappant aux lois de Mendel. Correctement encodée au sein d’une partie de population « augmentée ou diminuée », une dizaine de générations d’individus se reproduisant de façon sexuée permet de faire en sorte que la cassette a contaminé l’intégralité ou l’extrême majorité de la population sauvage (voir le schéma ci-dessous). L’exemple souvent développé, sponsorisé par la Fondation Bill-et-Melinda-Gates, consiste à proposer aux dirigeants africains des anophèles modifiés par cette technologie pour être résistants au parasite, Plasmodium falciparum, l’agent du paludisme. Rappelons que 650 000 personnes meurent chaque année de la malaria (rapport OMS de 2013), principalement sur le continent africain. Toujours dans les bons coups, Bill, pour soigner son karma! Ce dernier oublie néanmoins que le moustique génétiquement modifié agent mutagène puisque porteur de la cassette Gene Drive ne s’arrête pas aux frontières… mais qu’importe le moyen technologique existe donc que ne serions nous pas de fâcheux obscurantistes à réfléchir aux conséquences de l’utilisation de cette technologie avant de l’employer la fleur au fusil. Les « obscures rabat-joie » souvent du côté des écologues s’opposent aux biologistes moléculaires, rapides prescripteurs d’une technologie prometteuse pour éradiquer un nombre substantiel de fléaux, quitte à modifier durablement la nature pour l’intérêt supérieur humain ou parfois même pour l’intérêt supérieur de quelques uns…
La technologie Gene Drive peut être utilisée pour :
• Éradiquer les maladies telles que le paludisme, la dengue, la fièvre jaune, virus du Nil occidental, la maladie du sommeil ainsi que beaucoup d’autres en modifiant les espèces d’insectes vecteurs des parasites, virus, bactéries causes de ces maladies
• Éradiquer les espèces envahissantes. Les dix premières espèces envahissantes aux États-Unis causent environ 42 milliards USD de dommages chaque année
• Certains évoquent avec beaucoup d’aplomb, l’utilisation de cette technologie pour une agriculture plus « durable » en inversant la résistance aux pesticides et aux herbicides. Cette fois c’est la plante résistante au glyphosate (la molécule du RoundUp) qui est ciblée.
Que de beaux et bons sentiments… en guise de promesses de cette technologie !
Les limites de la technologie :
• De « nombreuses » générations sont nécessaires pour répandre la mutation dans la population. La durée totale dépend du cycle de reproduction de l’organisme, du nombre d’individus porteurs de la cassette Gene Drive introduit initialement dans la population, de l’efficacité de la cassette et du flux génétique (transfert d’allèles d’une population à une autre). Par exemple, cela pourrait prendre quelques années pour modifier une population d’insectes. Si 10 individus d’une population étaient porteurs d’une cassette Gene Drive parmi une population constante de 100.000 organismes, il faudrait environ 16 générations – environ un an- pour se propager à 99% de la population sous de peu réalistes, conditions optimales.
• Cette technologie est inopérante sur des organismes ne reproduisant pas de façon sexuée comme les bactéries et les virus et aura des problèmes avec les espèces qui peuvent se reproduire de façon sexuée ou non, comme cela peut être le cas pour beaucoup de plantes.
• Certains types d’altérations devraient être réintroduites sans cesse. Par exemple, une cassette Gene Drive engendrant un trait qui est quelque peu nuisible à l’organisme finira par se « briser ». De même, une cassette engendrant une résistance aux herbicides inversée dans une mauvaise herbe aurait à lutter contre la sélection naturelle dans les zones où les herbicides ont été appliqués.
La technologie ouvre donc la boîte de Pandore de la modification génétique de population sauvage. Plus l’intervalle générationnel de la population cible sera court, plus l’objectif d’une population « panmutée » sera facile à atteindre. Ci-dessous vous pourrez avoir un excellent point concernant la technologie à l’aide du travail de « the National Academies of Sciences Engineering and Medicine ».
90 % de notre nourriture repose sur 23 espèces seulement. La diversité de ce que l’on cultive ou élève impacte le contenu de nos assiettes. Inversement, nos pratiques alimentaires et culturales impactent la biodiversité. Du champ à l’assiette, de l’assiette au champ, la biodiversité s’est imposée comme indicateur de la santé de notre terre nourricière, thermomètre d’un système défaillant, se corrigeant ou ignorant parfois son potentiel d’autodestruction. Après la prise de conscience, quelles solutions ?
Source : Biodiversité : prendre soin de son assiette pour prendre soin de la planète
Si vous vous intéressez au séquençage haut-débit, que vous souhaitez avoir un panorama des diverses technologies à disposition et que vous êtes friands de schémas de principe: la publication de Sara Goodwin, John D. McPherson & W. Richard McCombie. Cet article publié dans la revue Nature de mai 2016 promet de faire un retour en arrière sur 10 ans d’évolution du séquençage haut-débit. Elle parvient à tenir ses promesses et livre effectivement des schémas (avec la charte graphique « Nature ») très bien faits, très pédagogiques ! En outre, le tableau (Table 1 | Summary of NGS platforms) permet à tous les pourvoyeurs de projets nécessitant le recours à du séquençage, d’avoir un pense bête sous la main pour associer la bonne technologie à la question biologique qui leur incombe… Et comme vous êtes pressés, vous pourrez retrouver l’intégralité de cet article en vous promenant et cliquant sur l’image ci-dessous.
.jpg)
Une femme américaine devient « biologiquement » plus jeune après le suivi d’une thérapie génique que sa propre société a développé. Où quand Dorian Gray fait du commerce sans nuance (attention ! jeu de mots) en mode transhumanisme 2.0.
Elizabeth Parrish, directrice générale de Bioviva USA Inc., est devenue, à grand renfort de communication, le premier être humain « à rajeunir » grâce à la thérapie génique développée par cette même entreprise. Cette dernière, sur la page d’accueil de son site internet, promet de démocratiser, dans un avenir proche, la thérapie génique et cellulaire. Dans un environnement convivial et confortable, les médecins de la société sont là pour corriger, avec précision, votre patrimoine corporel en voie de décrépitude.
L’un des premiers développements de la société, trouve une application dans la lutte contre le vieillissement, ce qui constitue toujours un excellent business plan compte tenu d’une corrélation établie entre âge et solvabilité. Ce philtre de jeunesse cible les télomères dont la taille serait proportionnelle à notre délai de péremption. De par leur structure particulière, les télomères requièrent d’être maintenus par une transcriptase inverse cellulaire spécifique appelée télomérase. En absence ou dans le cas de défaillance de télomérase, les télomères raccourcissent progressivement, jusqu’à atteindre une taille critique qui entraîne un arrêt des divisions cellulaires caractérisant la sénescence réplicative. Ainsi, les télomères forment une structure essentielle dans le contrôle de la viabilité cellulaire. Ceux-ci permettent de maintenir l’équilibre entre le vieillissement cellulaire et le risque de prolifération cellulaire incontrôlée.
Le score des télomères est calculé en fonction de la longueur des télomères des lymphocytes T. Ce résultat est basé sur la moyenne des longueurs des télomères des lymphocytes T par rapport à celle de la population américaine de même classe d’âge. Plus le score est élevé plus les cellules concernées seront considérées comme « jeunes » et par extension, plus le patient sera lui-même considéré comme biologiquement jeune. En septembre 2015, Elizabeth Parrish âgée de 44 ans (un peu jeune notre candidate au rajeunissement) a reçu deux des thérapies géniques expérimentales de sa propre entreprise:
- l’une pour la protéger contre la perte de la masse musculaire liée à l’âge
- l’autre combattant cette diminution quantitative de cellules souches associée au vieillissement et à ses conséquences
Le test évoqué ici a été initialement conçu pour démontrer l’innocuité de la dernière génération des thérapies géniques et cellulaires. Si les premières données s’avèrent exactes et incontestables, il s’avère que ce test constituera une première mondiale: l’allongement des télomères dont le rognage était perçu comme inéluctable, irréversible. Dans le viseur de Bioviva, le vieillissement réversible est donc en ligne de mire ou du moins les gérascophobes que le test aura rassuré voire convaincu.
Auparavant, la thérapie génique a été utilisée pour allonger les télomères des cellules murines cultivées, mais jamais sur un patient humain. En septembre 2015, les scores des télomères des globules blancs d’Elizabeth Parrish ont été collectés, par une clinique spécialisée au niveau des tests de laboratoire (SpectraCell à Houston), immédiatement avant que les traitements ne lui furent administrés. Ces scores ont révélé que les télomères d’Elizabeth Parrish étaient inhabituellement courts pour son âge, la laissant précocement vulnérable aux maladies liées à l’âge. En mars 2016, les mêmes tests ont été effectués par SpectraCell. Ces derniers ont révélé que ses télomères avaient « allongé » d’environ 20 ans, passant de 6,71kb à 7,33kb: les globules blancs d’Elizabeth Parrish sont devenus biologiquement plus jeunes. Ces résultats ont été contrôlés de façon indépendante par les fondations: Bruxelles Heales (Healthy Company Life Extension), et la fondation britannique Biogerontology Research Foundation.
Elizabeth Parrish mais qui aimerait bien le devenir
Elizabeth Parrish argumente: « actuellement, peu de thérapies offrent de réels avantages pour les personnes souffrant de maladies du vieillissement. La modification du mode de vie a un impact que limité pour le traitement de ces maladies. Les progrès de la biotechnologie apparaît être une meilleure solution, [avec ce test] nous avons fait l’histoire! ». Plusieurs signaux alimentent le scepticisme des membres de la communauté scientifique. Ainsi le fait qu’il n’y ait pas aujourd’hui de corrélation établie entre la longueur des télomères et la santé d’une personne. « C’est comme pour les cheveux gris, ce n’est pas parce qu’on se les teint qu’on vivra plus longtemps » commente Dana Glei, chercheuse à l’Université de Georgetown. Bioviva continuera de contrôler le sang de Parrish pendant les années à venir. Il reste à évaluer si le succès observé sur des leucocytes peut être étendu à d’autres tissus ou organes, est ce que ce teindre les cheveux ou rallonger ses télomères nous permet de perdre (ou gagner, cela dépend du point de vue) quelques années. Toutes ces interrogations pourraient avoir leurs réponses dans les cellules d’Elizabeth Parrish, le «patient zéro» de la thérapie génique réparatrice. Depuis ses premières injections de thérapie géniques, Bioviva a suscité un intérêt mondial, le scepticisme de communauté scientifique, l’engouement des investisseurs et à fourni un cas d’école pour tout bon bioéthicien.
Qui sommes nous?
Christophe Audebert [@]
En charge de la plateforme génomique
du département recherche et développement
de la société Gènes Diffusion .
Renaud Blervaque [@]
Biologiste moléculaire, chargé d'études génomiques.
Gaël Even [@]
Responsable bioinformatique au sein
du département recherche et développement de la société Gènes Diffusion.
