La génomique à l'Institut Pasteur
Aujourd'hui, 17 millions de personnes meurent chaque année de maladies infectieuses, dues à des virus, des bactéries ou des parasites. L'Institut Pasteur a pour principale mission l'étude de ces micro-organismes tueurs. La possibilité d'étudier l'intégralité de leurs gènes - leurs génomes -, laisse espérer la découverte de nouvelles cibles pour des médicaments et de nouveaux moyens de mettre au point des vaccins.
Plusieurs équipes de l'Institut Pasteur spécialisées dans l'étude d'organismes modèles ou pathogènes se sont engagées depuis plusieurs années dans le séquençage complet des génomes de ces organismes et dans l'exploration à grande échelle de la structure et de la fonction de leurs gènes. Depuis septembre 1999, l'Institut Pasteur fait partie du réseau national de genopolesâ lancé par le ministère de la Recherche, en tant que site Pasteur Genopole® Ile-de-France.
Dès les années 80, plusieurs équipes de l’Institut Pasteur ont entrepris le séquençage de génomes viraux, fournissant notamment les premières séquences totales des génomes du virus de l’hépatite B (1979), d’un papillomavirus humain (1981), du V.I.H. 1 (1985), du VIH2 (1987) et du virus de la rage (1988).
Dans les années 90, l’Institut Pasteur a joué un rôle majeur dans le séquençage des génomes de deux organismes modèles - la levure de boulangerie Saccharomyces cerevisiae et la bactérie Bacillus subtilis -, et d’agents pathogènes, Mycobacterium tuberculosis, le bacille de la tuberculose, Mycobacterium leprae, le bacille de la lèpre, et Listeria monocytogenes, la bactérie responsable de la listériose.
Actuellement, plusieurs équipes pasteuriennes sont impliquées dans le séquençage ou l’analyse des génomes d’une vingtaine d’organismes. Plusieurs d’entre eux sont menés en collaboration avec le Génoscope (Centre National de Séquençage) à Evry, ou avec des centres de séquençage à l’étranger.
Mais une fois la séquence d’un génome obtenue, le plus gros reste à faire. Il s’agit d’y localiser les gènes, d’étudier leurs fonctions et leurs interactions. Un travail considérable qui nécessite l’utilisation d’outils sophistiqués, comme les puces à ADN, qui permettent l’analyse simultanée de milliers de gènes.
L’étude globale des protéines codées par le génome, la protéomique, se développe également, car elle apporte des informations supplémentaires sur la fonction des gènes.
Tous ces domaines de la " post-génomique " bénéficient de l’évolution et de l’automatisation de techniques d’analyse biochimique et informatique de plus en plus élaborées.
La Génopole Institut Pasteur est désormais dotée de sept plates-formes technologiques (génomique, puces à ADN, protéomique, annotation, production de protéines recombinantes et anticorps, cristallogenèse et diffraction des rayons X, synthèse d’oligonucléotides longs à haut débit) : un ensemble technologique de pointe qui permet d’étudier le génome de fond en comble, de la séquence des gènes à leurs produits, les protéines. Ainsi, l’Institut Pasteur s’investit dans des projets d’un bout à l’autre de la chaîne.
Des chercheurs pasteuriens ont par exemple séquencé en collaboration avec le Sanger Centre (G-B) le génome du bacille de la tuberculose, Mycobacterium tuberculosis. Actuellement, ils séquencent des génomes de mycobactéries proches pour les comparer (génomique comparative), analysent les gènes séquencés (génomique fonctionnelle). Ces recherches devraient être utiles à la mise au point de nouveaux traitements et vaccins contre la tuberculose (3 millions de morts pas an) et contre la lèpre (2,8 millions de personnes touchées dans le monde).
Citons un autre exemple. Le séquençage du génome de la bactérie responsable d’ulcères et de cancers gastriques Helicobacter pylori a été réalisé à l’étranger mais une équipe pasteurienne est mobilisée dans un projet de post-génomique pour l’analyse des gènes séquencés : il s’agit désormais de comprendre leur fonction. La clé de nouvelles cibles thérapeutiques ou vaccinales est dans la quête de ce savoir, et non dans une simple séquence.
Si l’on attend des retombées capitales de l’étude du génome humain désormais décrypté, les recherches sur les micro-organismes qui affectent l’homme sont tout aussi primordiales en santé humaine. L’étude des génomes des agents infectieux ouvre des perspectives tant pour le traitement que pour la prévention des maladies, souvent meurtrières, qu’ils provoquent.
Enfin, il faut signaler qu’au-delà de la génomique des micro-organismes, l’Institut Pasteur s’est également engagé, avec d’autres institutions en France et à l’étranger, dans le séquençage du génome d’un des principaux vecteurs du paludisme (2 à 3 millions de morts par an) : le moustique Anopheles gambiae. Un génome 70 fois plus grand que celui d’une bactérie… Un espoir supplémentaire pour la lutte contre un des principaux fléaux de la planète.
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Avril 2003
Ce dossier a pour objectif de donner différents exemples d’organismes étudiés à l’Institut Pasteur et ne présente pas une liste exhaustive des projets de génomique en cours.
