Des "ordinateurs" dans nos cellules

Des chercheurs de Princeton et de Harvard ont avancé dans la construction de calculateurs simples à but médical, fabriqués à partir de notre matériel biologique, implantés à l'intérieur même de nos cellules. Comme l'explique Yaakov Benenson du Centre de biologie des systèmes à Harvard, “Chaque cellule humaine possède déjà les outils requis pour construire elle même ces bioordinateurs... Il suffit de fournir un “patron” génétique de la machine et notre biologie fera le reste. Vos cellules construiront littéralement ces bioordinateurs pour vous”.


Dans la pratique, les choses se passeront ainsi. On introduira une séquence d'ADN dans le noyau de la cellule. Cette structure produira alors un ensemble de molécules d'ARN qui s'installeront dans la cellule et constitueront le bioordinateur. Le rôle de ces machines consistera à résoudre quelques opérations booléennes de base, tels que des ET/OU logiques. Par exemple, si la substance A ET la substance B OU la substance C sont présentes dans le corps de la cellule (signe d'un désordre particulier), ALORS l'ordinateur produira une protéine spécifique. C'est cette dernière molécule, générée en “sortie” qui permettra de tester quelle cellule est atteinte de la maladie qu'on cherche à diagnostiquer et éventuellement de la soigner.

En effet, toujours selon Berenson: “Aujourd'hui, nous n'avons pas d'outils pour lire les signaux cellulaires. Ces bioordinateurs peuvent traduire des signatures cellulaires complexes, comme l'activité de multiples gènes, en un “output” facilement observable. On peut même les programmer pour transformer cet output en une action concrète, ce qui signifie qu'on peut les utiliser soit pour signaler une cellule à traiter au clinicien, soit pour déclencher directement une action thérapeutique” (voir cette animation Flash en anglais qui explique de façon détaillée l'ensemble du processus).

L'équipe de scientifiques, comprenant notamment Benenson et Ron Weiss, un pionnier de la biologie synthétique, a effectué une avancée considérable dans ce domaine en publiant dans le numéro de mai de la revue Nature Biotechnology des résultats démontrant qu'il était possible de bâtir de tels ordinateurs à l'intérieur d'une culture de cellules du rein humain.