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Recherche : LifeTime – une proposition visionnaire pour une initiative phare de l'UE

Catherine Goupillon
22/03/2018
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Prévoir avec précision l'apparition et la trajectoire d'une maladie peut sembler un rêve lointain. Mais un consortium européen s'est fixé l'objectif d'y parvenir grâce à un ensemble de technologies émergentes basées sur l'analyse de cellules uniques.
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Des scientifiques renommés ont soumis une proposition pour une initiative phare FET appelée LifeTime.

Lorsque le projet Human Genome Project s'est terminé en 2001, les scientifiques et les médias ont dit du génome qu'il était le « livre de la vie » et qu'il détenait les réponses expliquant le lien entre gènes et maladies. Cependant, dix-sept ans plus tard, nous tentons toujours de comprendre comment les cellules interprètent ce livre.

Depuis, les technologies « omiques » ont prospéré, permettant aux chercheurs, par exemple d'observer et de quantifier des milliers de produits géniques dans un seul échantillon de tissu. Les expériences « omiques » nécessitaient des dizaines de milliers de cellules. Mais au cours des deux dernières années, de nouvelles méthodes sur cellule unique ont vu le jour et permettent désormais aux scientifiques de réaliser de telles analyses globales sur des cellules individuelles. La composition moléculaire des tissus et des organes peut désormais être observée à l’échelle de la cellule unique.

Il ne suffit plus de prendre des instantanés

La cartographie et l'analyse de tissus à l’échelle de la cellule individuelle apportent un grand nombre d'informations mais représentent un véritable défi. Toutefois, un groupe de 60 scientifiques issus de l'Europe toute entière a décidé qu'il ne suffisait plus de prendre des clichés instantanés. Les cellules sont des entités très dynamiques qui peuvent même changer d'identité. Pour comprendre les forces moléculaires derrière les différents états cellulaires en développement, le vieillissement et la maladie, ces scientifiques veulent suivre la composition moléculaire des cellules humaines dans le temps et l'espace à l’échelle de la cellule unique. Pour y parvenir, ils ont fondé le consortium LifeTime avec l'objectif de créer une boîte à outils intégrée contenant plusieurs nouvelles méthodes révolutionnaires.

Les technologies d’étude de cellule unique seront appliquées aux systèmes de modèles expérimentaux tels que les organoïdes, des organes miniatures cultivés dans une boîte de Petri à partir d'une ou plusieurs cellules. Associés à l'outil d'édition du génome CRISPR/Cas ainsi qu'à la microscopie de pointe, ces modèles permettront de comprendre comment les cellules restent saines ou progressent vers la maladie et réagissent aux traitements thérapeutiques. Surtout, les scientifiques LifeTime pourront également développer des stratégies informatiques telles que des méthodes puissantes d'apprentissage automatique et d'intelligence artificielle, permettant de comprendre les mécanismes moléculaires, et de prévoir l'avenir du tissu d'un patient ou même des moyens de rendre le tissu sain à nouveau. Cette stratégie devrait améliorer les diagnostics précoces et les interventions, prédire le cours de la maladie, identifier de nouvelles cibles médicamenteuses et sélectionner les thérapies les plus efficaces pour chaque patient.

Un groupe de pionniers

Les initiatives Technologies futures et émergentes (FET) (telles que l'initiative Human Brain Project, l'initiative Graphene ou encore l'initiative actuelle sur les technologies quantiques) sont financées par la Commission européenne à hauteur d'un milliard d'euros sur dix ans. La compétition pour les deux prochaines initiatives phare vient de commencer et les propositions ont été soumises. LifeTime, coordonné conjointement par le Centre Max Delbrück de médecine moléculaire de l'Association Helmholtz (MDC) à Berlin et l'Institut Curie à Paris, est l'une de ces propositions.

Le consortium LifeTime est actuellement composé de plus de 60 biologistes spécialistes des organismes unicellulaires, informaticiens, mathématiciens, cliniciens, pathologistes, experts en imagerie et physiciens de plus de 50 institutions européennes réparties dans 18 pays. Ce sont des pionniers dans leurs disciplines, mobilisés autour d'une vision commune de la médecine du futur, qui souhaitent que LifeTime soit un effort ouvert aux nouveaux talents et aux scientifiques européens pouvant apporter une contribution importante. Leur réseau commun unique dépassera les frontières institutionnelles et améliorera l'infrastructure globale des sciences de la vie en Europe. Il s'intéressera également à former la prochaine génération de scientifiques.

Projeter les sciences de la vie et les soins de santé dans l'avenir

Le consortium LifeTime va s'appuyer sur les réalisations du Human Cell Atlas (HCA), un projet international lancé il y a un an environ. La mission du HCA est de créer une carte des tissus sains grâce aux technologies unicellulaires, capturant ainsi la considérable diversité des types de cellules de ces tissus. LifeTime propose d'aller au-delà des cartes de tissus statiques, et de suivre, comprendre et prévoir comment la composition moléculaire des cellules change au cours des pathologies humaines, pour à terme intervenir.

Il s'agit d'une vision qui peut projeter les sciences de la vie et les soins de santé dans l'avenir et stimuler le développement d'un écosystème d'innovation autour des technologies sur cellule unique en Europe. Plusieurs technologies au cœur de LifeTime sont de véritables atouts de la recherche européenne que l'initiative phare pourrait davantage renforcer. Elles incluent entre autres les technologies sur cellule individuelle associées à l'imagerie avancée, l'intelligence artificielle et les organoïdes adaptés au patient, ou encore les modèles de maladie d'organes sur une puce afin d'étudier la progression d'une maladie et développer de nouveaux traitements thérapeutiques.

Une inspiration tirée de l'Europe de la Renaissance

Les scientifiques de LifeTime citent l'Europe de la Renaissance comme source d'inspiration. À l'époque, de nouveaux types de télescopes ont permis à Brahe, Galilée et Kepler de cartographier avec précision les positions exactes des étoiles et des planètes. Ils ont pu décoder les tendances de ces cartes grâce à de nouveaux types de mathématiques développés par Leibniz et Newton, et ainsi découvrir que les corps célestes se déplaçaient selon des règles et que leurs déplacements étaient donc prévisibles. Les efforts ont profondément changé la société de leur époque.

De même, les technologies émergentes permettent aujourd'hui aux scientifiques d'observer des cellules (correspondant aux planètes dans cette analogie) et des organes entiers (correspondant aux systèmes solaires) avec une précision inégalée. De nouveaux outils mathématiques et de calcul seront nécessaires pour comprendre le mouvement et les relations entre ces cellules. Ainsi, la capacité d'expliquer les changements cellulaires à mesure que les cellules vieillissent ou progressent vers la maladie va fondamentalement changer notre perception du fonctionnement des organismes et contribuera grandement au progrès de la médecine.

Le consortium LifeTime

Les plus de 60 scientifiques et cliniciens composant le consortium LifeTime sont répartis dans plus de 18 pays et 52 institutions. L'Association Helmholtz des Centres de recherche allemands et le Centre national pour la recherche scientifique (CNRS), deux des plus importantes organisations scientifiques en Europe, se sont engagés à soutenir LifeTime. De plus, le consortium est soutenu par plusieurs académies des sciences, telles que l'Académie allemande des sciences Leopoldina, l'Académie française des Sciences, la Royal Society et l'Académie royale néerlandaise des arts et des sciences ainsi que l'alliance EU-Life. Le professeur Nikolaus Rajewsky, directeur de l'Institut berlinois de biologie des systèmes axée sur les applications médicales du Centre Max Delbrück de médecine moléculaire, et Geneviève Almouzni, directrice de recherche au CNRS et directrice du Centre de Recherche de l'Institut Curie à Paris, coordonnent conjointement la proposition LifeTime.

Institutions participantes : Association Helmholtz • CNRS • Institut de biotechnologie moléculaire • Centre de recherche de médecine moléculaire de l'Académie autrichienne des sciences • VIB-KU Leuven • Institut Fiedrich Miescher de recherche biomédicale • Université de Bâle • Université de Zurich • Institut de technologie d'Europe centrale • Institut Max Planck d'immunobiologie et d'épigénétique • Institut Max Planck de génétique moléculaire • Centre de recherche allemand sur le cancer • Centre Max Delbrück de médecine moléculaire • Centre allemand des maladies neurodégénératives • Helmholtz Zentrum München • Institut Max Planck d'anthropologie évolutive • Institut Helmholtz de recherche sur les infections à base d'ARN • Université de la Sarre • Université technique de Munich • Université de Würzburg • Centre de recherche biotechnologique et d'innovation • Centre interdisciplinaire de nanoscience • Université de Copenhague • Centre pour la régulation génomique • Institut Curie • Université de Montpellier • Inserm • Université Toulouse III – Paul Sabatier • École nationale supérieure des mines de Paris • Institut de médecine moléculaire de Finlande • Fondation pour la recherche biomédicale de l'Académie d’Athènes • Institut Weizmann des sciences • Université hébraïque • Université Sapienza de Rome • Instituto Nazionale Genetica Molecolare • Université de Naples • Université de Padoue • Université de Milan • Institut européen d'oncologie • Institut néerlandais du cancer • Université Radboud • Centre médical universitaire d'Utrecht • Institut d'Hubrecht • Instituto Gulbenkian de Ciência • Institut de chimie bioorganique de l'Académie des sciences de Pologne • Centre roumain d'immunologie des systèmes • Institut Karolinska • Unité de génétique humaine MRC • Université d'Édimbourg • Institut Wellcome Sanger • Institut Babraham • Laboratoire européen de biologie moléculaire – Institut européen de bioinformatique

Site web LifeTime : https://lifetime-fetflagship.eu

Contacts presse

Scientifiques

Nikolaus Rajewsky, Institut berlinois de biologie des systèmes axée sur les applications médicales (BIMSB) du Centre Max Delbrück de médecine moléculaire (MDC), est disponible pour des interviews en anglais et en allemand. E-mail : rajewsky@mdc-berlin.de

Geneviève Almouzni, UMR3664 Institut Curie, PSL – Université de recherche Paris Sciences et Lettres, est disponibles pour des interviews en anglais et en français. E-mail : almouzni@curie.fr

Directions de la communication

Jana Schlütter, Centre Max Delbrück de médecine moléculaire, Direction de la communication +49-30-9406-2121 jana.schluetter@mdc-berlin.de ou presse@mdc-berlin.de

Catherine Goupillon, Institut Curie, Service presse +33-1-56-24-5523 service.presse@curie.fr

Véronique Etienne, CNRS, Service presse +33 1 44 96 51 37 veronique.etienne@cnrs.fr