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31 march 2014 |
La Revue POLYTECHNIQUE 01/2014 |
Recherche et développement
Un supercalculateur pour cartographier les résistances au sida
Nos gènes détiennent-ils la clé des futures thérapies contre le sida? Grâce au génome de milliers de souches du virus et avec l’aide d’un supercalculateur, des chercheurs dessinent la première carte des résistances humaines au VIH. L’objectif est d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques ou de permettre des traitements personnalisés.
La clé des futurs traitements contre le VIH se cache peut-être dans nos gènes. Toutes les personnes séropositives déploient des stratégies de défense et certaines parviennent même à tenir le virus en respect, sans avoir besoin d’aucune thérapie. Cette véritable bataille laisse des traces au cœur même de l’agent pathogène - des mutations génétiques, qui montrent comment le virus a fait face aux assauts de son hôte. Des chercheurs de l’EPFL et du Centre hospitalier universitaire vaudois (UNIL-CHUV) sont parvenus à remonter la chaîne des événements, du génome du virus au génome du patient. Ils ont pu dessiner une première carte des résistances humaines au sida. Leur travail a pour but d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques ou de permettre des traitements personnalisés. Il fait l’objet d’une publication dans la revue eLife du 29 octobre 2013.
Le système immunitaire humain développe toujours des stratégies de défense face au VIH. «Malheureusement, le génome du virus change à toute vitesse, au rythme de millions de mutations quotidiennes», explique Jacques Fellay, co-auteur et chercheur à l’EPFL. Dans la majorité des cas, l’agent pathogène trouve une parade efficace, au hasard de la sélection naturelle.
Parfois, le virus doit combattre un hôte un peu plus coriace. Il développe également des résistances, mais cette fois-ci au prix de sa capacité de réplication. «Le virus survit mais se multiplie plus lentement, son potentiel de nuisance est en quelque sorte neutralisé», explique le chercheur.
En étudiant des souches du virus VIH après leur séjour dans un hôte humain, les chercheurs peuvent identifier des mutations génétiques spécifiques. Des cicatrices, en quelque sorte, qui témoignent chacune d’un type d’attaque bien particulier mené par le système immunitaire. Quels sont les gènes humains à l’origine de ces stratégies de défense? Parmi nos variations génétiques, lesquelles nous prédisposent-elles à une résistance accrue ou, au contraire, à une plus grande vulnérabilité face au VIH? Les chercheurs ont mis au point une méthode à même de répondre à ces questions.
Un supercalculateur, 1071 patients et des millions de combinaisons
Pour dresser une première carte génétique des résistances humaines au sida, les chercheurs ont dû analyser un nombre énorme de données. Ils ont étudié des souches différentes de VIH ayant séjourné dans 1071 personnes séropositives; ils ont croisé plus de 3000 mutations potentielles dans le génome viral avec plus de six millions de variations dans le génome des patients. A l’aide d’un supercalculateur, ils ont pu étudier chacune des combinaisons possibles et établir des correspondances entre patients.
«Nous devions étudier les souches virales avant que le patient n’ait été soumis à un traitement, ce qui est loin d’être courant», explique Jacques Fellay. Les chercheurs ont dû notamment puiser dans des banques de données constituées dans les années 80, avant que des thérapies efficaces ne soient mises au point.
Inédite, cette méthode de travail indirecte a permis d’obtenir la vision d’ensemble la plus complète à ce jour des gènes humains et de leurs implications en termes de résistance au VIH. Elle permet non seulement de mieux comprendre comment nous nous défendons, mais également comment le virus s’adapte. «Nous disposons maintenant d’une véritable base de données, qui nous permet de savoir quelle variation génétique humaine induira tel ou tel type de mutation dans le virus», explique Amalio Telenti, co-auteur et chercheur à l’UNIL-CHUV.
Des thérapies inspirées de nos défenses naturelles
Ce travail présente deux intérêts majeurs. De nouvelles thérapies pourraient ainsi être développées en s’inspirant des défenses génétiques humaines, tout particulièrement celles qui induisent un taux moindre de réplication du virus. En outre, les chercheurs espèrent qu’en profilant le génome d’une personne séropositive, il sera possible de cibler les traitements de manière personnalisée, en prenant en compte à la fois ses forces et ses faiblesses.
Lionel Pousaz
Service de presse EPFL
lionel.pousaz@epfl.ch
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