Des équipes de chercheurs de l'Inserm et du CNRS ont mis au point des bactéries capables de signaler une pathologie par la présence de molécules caractéristiques dans le sang ou les urines. Cette prouesse de biologie synthétique ouvre la voie à de nouvelles méthodes de diagnostic médical.
Si les bactéries ont plutôt mauvaise réputation parce qu'on les associe à des maladies, elles peuvent aussi nous être utiles. De plus en plus d'études mettent ainsi en lumière les bénéfices d'une flore bactérienne riche, ou microbiote pour notre organisme. Désormais, il semble que les bactéries puissent également nous être utiles dans le domaine du diagnostic médical.
Des équipes de chercheurs de l'Inserm et du CNRS de Montpellier ont en effet réussi à transformer des bactéries afin qu'elles détectent des molécules caractéristiques de maladies dans les urines ou le sang. Pour ce faire, les scientifiques ont eu l'idée d'utiliser des concepts dérivés de l'électronique pour « programmer » des cellules vivantes à la manière d'un ordinateur.
En électronique, le transistor est un système informatique qui sert à la fois d'interrupteur et d'amplificateur de signal. A la manière de ce transistor, le scientifique Jérôme Bonnet a inventé un transistor génétique appelé alors transcriptor.
L'insertion d'un ou de plusieurs transcriptors dans les bactéries les transforme alors en « espions détecteurs » de signaux biologiques. Les signaux électroniques informatiques sont en fait remplacés par des signaux moléculaires : si une molécule précise est présente et détectée, la bactérie va le signaler grâce à ce transcriptor intégré.
Des bactéries qui changent de couleur au contact de l'urine d'un patient diabétique
Les scientifiques ont ensuite appliqué cette nouvelle technologie à la détection de signaux pathologiques dans des échantillons cliniques. Ils ont ainsi connecté au transistor génétique un système bactérien répondant au glucose, pour diagnostiquer le diabète sur un échantillon d'urines. Si les bactéries programmées deviennent vertes au contact de l'urine du patient, c'est qu'elles ont détecté un taux de glucose caractéristique du diabète.
Le patient est donc diagnostiqué comme diabétique au vu du résultat du test. En l'absence d'un taux anormal de glucose, les bactéries gardent leur couleur d'origine.
« Nous avons déposé les éléments génétiques utilisés dans ce travail dans le domaine public pour permettre leur libre réutilisation par d'autres chercheurs publics ou privés », précise Jérôme Bonnet dans un communiqué de l'Inserm. « Nos travaux se concentrent à présent sur l'ingénierie de systèmes génétiques artificiels pouvant être modifiés à la demande pour détecter différentes molécules marqueurs de maladie », ajoute le chercheur, co-auteur de l'étude publiée dans la revue Science Translational Medicine.
Dans un futur proche, l'utilisation de bactéries programmées pour les diagnostics médicaux pourrait être systématisée à de nombreuses autres pathologies pour lesquelles des signatures moléculaires ont été identifiées.
