ARCHIVÉ - La collectivité internationale finit d'annoter le génome de Candida albicans
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Le 04 juin 2004 — Ottawa (Ontario)
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| Dans cette photo, des souches sauvages de Candida interagissent avec des cellules de macrophages de souris RAW264.7 (noyaux colorés de Hoescht 33342). |
Pilotés par l'Institut de recherche en biotechnologie du Conseil national de recherches du Canada (IRB-CNRC) à Montréal, un groupe cosmopolite de scientifiques vient de déchiffrer la totalité du génome de Candida albicans, champignon pathogène d'une grande importance en médecine. Certaines séquences génétiques de ce cryptogame parfois mortel avaient déjà été déchiffrées, mais jamais son ADN au grand complet. Dans le monde de génomique qu'est devenu le nôtre, un génome ne présente guère d'intérêt tant qu'il n'a pas été entièrement décrypté – réalisation impensable sans une intervention humaine.
L'exercice a débuté en 2002 et il aura fallu environ deux ans de travail pour définir toute la série de gènes codant les protéines de l'unicellulaire. L'annotation du génome a été dévoilée à l'occasion d'une séance extraordinaire au colloque de l'ASM sur Candida et la candidose, à Austin, en mars 2004.
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La technologie des biopuces Les biopuces sont des échantillons d'ADN disposés de manière ordonnée sur une lame de microscope. Une biopuce de la taille d'un timbre-poste peut comprendre des milliers de points d'ADN moléculaire, chacun correspondant à un gène. Auparavant, la recherche se concentrait sur le fonctionnement d'un simple gène. À présent, on examine le génome dans son entièreté et évalue l'expression et l'interaction de tous les gènes de l'organisme simultanément. La particularité du laboratoire de microéchantillonnage canadien de l'IBR-CNRC est que la fabrication des biopuces a été couplée à la synthèse à haut rendement de matériel génétique. On peut donc créer une puce avec l'ADN d'un organisme sur lequel on sait peu de choses. Le laboratoire dispense aussi son aide pour la collecte et l'analyse des données dans le cadre des expériences sur les puces d'ADN. |
Candida albicans, microorganisme pathogène commun même s'il entraîne parfois la mort, est l'une des principales causes d'infection chez les personnes immunodéficientes. Environ 30 % des infections fongiques graves, la plupart attribuables à Candida, se terminent par un décès. Courent les plus grands risques les greffés prenant des immunosuppresseurs, les personnes contaminées par le VIH et celles soignées pour le cancer. Candida est un champignon unicellulaire naturellement présent dans la microflore de l'être humain, principalement dans le système digestif et à la surface des muqueuses. Il peut entraîner une infection générale quand il y a affaiblissement du système immunitaire et que la population de bactéries utiles diminue dans l'organisme.
En général, les infections à Candida sont difficiles à soigner au sein de la population à risque. Les traitements actuels manquent d'efficacité à cause de la résistance du microorganisme aux antibiotiques et des graves effets secondaires des médicaments, qui prennent pour cible des protéines existant aussi bien chez le pathogène que chez l'être humain.
« Quand on s'attaque aux bactéries, certains modes d'action peuvent être employés en toute impunité, car ils n'ont aucun effet sur l'être humain », explique Malcom Whiteway, chef du groupe de la génétique à l'IRB-CNRC. « La situation est fort différente avec un champignon. Ce qui le tuera aura aussi souvent des répercussions sur l'hôte. »
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| Biopuce |
Face à cet obstacle biologique, les praticiens doivent bien connaître le microorganisme pour l'attaquer à ses points faibles. Une façon déterminante d'y parvenir est la technologie des biopuces. Forte de sa vaste expertise sur Saccharomyces cerevisiae (la levure de boulangerie, un organisme apparenté), l'équipe de l'IRB-CNRC a réussi a produire les premières biopuces non commerciales dont les chercheurs du monde entier se serviront pour étudier Candida. L'Institut vend les puces contenant ces microéchantillons aux groupes universitaires et scientifiques de toute la planète et aux entreprises privées du Canada.
Pour annoter le génome de Candida, André Nantel, chef par intérim du laboratoire de microéchantillonnage de l'IRB-CNRC, et ses collègues ont pris la tête d'un projet coopératif réunissant les chercheurs du Canada et de l'étranger qui s'intéressent à Candida.
« Certaines séquences sont déjà connues, mais elles n'avaient encore jamais été combinées pour former les différents gènes, poursuit M. Whiteway. Ce n'étaient que des suites de A, de T, de C et de G. » On a demandé aux chercheurs de vérifier méthodiquement des parties du génome en fonction de leur expertise, pour voir si les prévisions de l'ordinateur étaient exactes.
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| Microréseau d'ADN. |
Le première étape du processus d'annotation supposait le regroupement des données issues des premières annotations, effectuées ici et là par divers groupes tels le Consortium Galar Fungail en Europe, l'équipe de l'IRB-CNRC et deux groupes de chercheurs indépendants de l'Université de Californie à San Francisco (UCSF), de Stanford et du MIT. La combinaison de ces données par bioinformatique a été réalisée par les scientifiques de l'Institut Pasteur, en France, et du Centre Sanger, au R.-U. grâce aux fonds amassés par Aaron Mitchell, de l'Université Columbia (État de N.-Y.).
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Historique Janvier 2002 Mai 2002 Juillet 2002 Août 2002 à mars 2003 Avril à mai 2003 Mai à novembre 2003 Décembre 2003 à février 2004 Mars 2004 à aujourd'hui |
À cette fin, on s'est servi du logiciel d'annotation ARTEMIS du Centre Sanger. L'IRB-CNRC a aussi mis au point de nouveaux outils, notamment pour l'échange d'information et la visualisation des données de génomique aux fins de comparaison. Les scientifiques de l'IRB-CNRC ont gagné beaucoup de crédibilité aux yeux de leurs pairs étrangers s'intéressant à Candida grâce à ces efforts initiaux. Les nouveaux outils ont permis d'effectuer des prévisions qui ont ensuite été examinées par les scientifiques chargés de séparer les vraies des fausses.
« L'annotation du génome a nécessité une importante intervention humaine, reprend M. Whiteway. En d'autres mots, les gènes n'ont pas été seulement identifiés par un ordinateur. Quelqu'un a dû y jeter un oeil. Il en résulte des prévisions nettement plus précises des séquences de codage importantes chez Candida. »
À présent, la collectivité internationale dispose d'une meilleure interprétation, d'emploi plus facile aussi, des données de génomique et de protéomique sur C. albicans. « Un dictionnaire du Candida, en quelque sorte, affirme M. Nantel. Les travaux sur Candida ou la pathogenèse du champignon s'en trouveront directement affectés. »
Comme tous les projets de ce genre, l'annotation est un processus en perpétuelle évolution. Les chercheurs veulent savoir quels gènes ont été activés dans telle ou telle circonstance, bref les règles qui entrent en jeu à ce moment précis. Nous devons absolument le savoir pour comprendre le comportement du champignon et découvrir des points faibles dont on pourra se servir pour mettre au point un traitement.
Renseignements : Relations avec les médias
Conseil national de recherches Canada
613-991-1431
media@nrc-cnrc.gc.ca
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