La cartographie à grande échelle des gènes porcins pourrait ouvrir la voie à de nouveaux médicaments humains
Les chercheurs ont effectué des analyses génétiques complexes sur des centaines de porcs et d'humains afin d'identifier les différences et les similitudes
Cela peut paraître étrange, mais nous pouvons en fait en apprendre davantage sur nous-mêmes en étudiant les cochons. Les porcs et les humains sont assez semblables. Nos organes, notre peau et la façon dont de nombreuses maladies se développent sont en grande partie les mêmes. C'est pourquoi les porcs sont depuis longtemps utilisés pour développer et tester de nouveaux médicaments, même s'ils sont plus gros, plus chers et plus difficiles à utiliser dans les expériences que les rats et les souris.
Aujourd'hui, les porcs pourraient devenir des animaux de laboratoire encore plus précieux, car des chercheurs du Centre de génétique quantitative et de génomique de l'université d'Aarhus ont cartographié les principales similitudes génétiques entre les porcs et les humains.
Les chercheurs n'ont pas seulement identifié les gènes qui sont les mêmes chez l'homme et le porc, ils ont également identifié ce que l'on appelle le "transcriptome" dans un certain nombre de types de tissus. Alors que le génome comprend tous les gènes présents dans l'ADN de nos cellules, qu'ils soient actifs ou inactifs, le transcriptome comprend les gènes actifs dans les différents types de cellules de notre corps, explique Lingzhao Fang, l'un des principaux chercheurs à l'origine de ces nouvelles découvertes.
"Nous avons examiné les gènes actifs et la manière dont ils sont régulés dans 34 types de tissus différents chez le porc, et nous avons comparé ces résultats avec des études similaires menées chez l'homme. Nous avons tout examiné, du tissu testiculaire aux cellules de la peau en passant par diverses cellules cérébrales", explique-t-il avant de poursuivre : "Personne n'a jamais mené d'étude sur les gènes de l'ADN : "Personne n'a jamais mené une étude d'une telle ampleur et d'une telle exhaustivité, et nous espérons que ces nouvelles connaissances pourront faire la différence dans l'agriculture ainsi que dans l'industrie pharmaceutique".
Plus de connaissances utiles grâce à l'ARN
Il y a un peu plus de 20 ans, un groupe de plus de 1 000 chercheurs a réussi à cartographier l'ensemble du génome humain. À l'issue de ce projet, les chercheurs espéraient pouvoir mettre au point des traitements pour la quasi-totalité des maladies, car ils connaissaient désormais le code et pouvaient identifier les erreurs.
Mais l'histoire ne s'est pas déroulée ainsi.
Les chercheurs ont rapidement découvert qu'il existe une grande différence entre les gènes contenus dans le livre de recettes d'un individu et les recettes qui sont réellement utilisées et traduites dans les différents types de cellules.
C'est ce que l'on appelle aussi le génotype et le phénotype, le phénotype faisant référence aux traits ou symptômes observables chez un individu. En raison du rôle plus important joué par le transcriptome, une personne peut être génétiquement prédisposée à une maladie sans pour autant en souffrir.
En d'autres termes, deux personnes qui, sur le papier, présentent la même mutation pathologique ne tombent pas nécessairement malades au même degré. En connaissant mieux le rôle du transcriptome dans diverses maladies, il est possible de développer des médicaments meilleurs et plus ciblés.
Et c'est un domaine dans lequel les résultats de l'étude de Lingzhao Fang peuvent être utiles lorsqu'il s'agit d'utiliser des porcs comme animaux de laboratoire.
"Les porcs deviennent des animaux plus adaptés pour tester de nouveaux médicaments. Comme les différents types de tissus des porcs et des humains sont très similaires, en fait plus similaires que nous ne le pensions, l'industrie pharmaceutique peut tester la sécurité des nouveaux médicaments sur les porcs avec beaucoup plus de précision", explique-t-il.
L'agriculture peut aussi devenir plus écologique
L'industrie pharmaceutique n'est pas la seule à pouvoir bénéficier de ces nouveaux résultats. Selon Lingzhao Fang, l'agriculture peut également utiliser ces résultats dans le cadre de ses efforts pour élever des porcs ayant un impact réduit sur le climat.
"Il n'y a jamais eu de cartographie aussi complète des gènes actifs dans différents types de tissus. Nos résultats permettent d'identifier plus précisément les mécanismes génétiques qui conduisent à différentes caractéristiques souhaitables chez les porcs", poursuit-il : "Par exemple, des caractéristiques qui les rendent plus respectueux du climat. Notre cartographie ouvre également la voie aux chercheurs pour qu'ils puissent modifier les gènes des porcs de manière beaucoup plus précise et développer ainsi des propriétés entièrement nouvelles à l'avenir. Comme nous en savons désormais plus sur un large éventail de caractéristiques des porcs, d'autres chercheurs peuvent plus facilement utiliser des techniques d'édition de gènes telles que CRISPR pour modifier les gènes ou insérer de nouvelles séquences aux propriétés plus écologiques".
Cartographier d'autres animaux
Le porc n'est pas le premier animal dont Lingzhao Fang et ses collègues ont cartographié le transcriptome. Ils ont commencé par les vaches il y a quelques années et prévoient de cartographier un certain nombre d'autres animaux dans les années à venir.
"Nous avons déjà une étude sur les poulets en préparation. Elle est en cours d'évaluation par les pairs, mais nous espérons la publier au début de l'année prochaine", explique-t-il.
Outre les poulets, les porcs et les vaches, l'équipe de recherche étudie les chèvres, les moutons, les chevaux et les canards en utilisant la même méthode. Il explique que l'objectif ultime n'est pas seulement de rendre l'agriculture plus écologique, mais aussi de mieux comprendre les fondements de la biologie animale et humaine.
"Une fois le projet achevé, nous aurons acquis une meilleure compréhension de base de la biologie et de l'évolution d'un certain nombre d'animaux. Ces connaissances peuvent être utiles dans d'autres domaines", explique-t-il avant de poursuivre : "Par exemple, nous avons des problèmes de transmission de maladies entre l'homme et les animaux d'élevage. Notre cartographie peut nous fournir les connaissances nécessaires pour limiter et prévenir les épidémies à l'avenir".
L'une des raisons pour lesquelles Lingzhao Fang étudie les animaux d'élevage et non les animaux sauvages est qu'il est facile d'accéder à des échantillons de tissus et à de grandes quantités de données. Toutefois, les connaissances obtenues peuvent également être utilisées pour les animaux sauvages, voire éteints.
"Nous allons acquérir une compréhension fondamentale de la biologie de plusieurs animaux différents, qui ont tous des cousins sauvages fonctionnant fondamentalement de la même manière", conclut-il.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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