Les cellules peuvent être programmées comme un ordinateur pour lutter contre le cancer, grippe, et d'autres conditions graves - grâce à une percée en biologie synthétique par l'Université de Warwick.

Dirigé par le professeur Alfonso Jaramillo à la Faculté des sciences de la vie, de nouvelles recherches ont découvert qu'une molécule commune, l'acide ribonucléique (ARN), qui est produit en abondance par l'homme, les plantes et les animaux - peuvent être génétiquement modifiés pour permettre aux scientifiques de programmer les actions d'une cellule.

En plus de lutter contre les maladies et les blessures chez les humains, les scientifiques pourraient exploiter cette technique pour contrôler les cellules végétales et inverser les problèmes environnementaux et agricoles, rendre les plantes plus résistantes aux maladies et aux ravageurs.

Les ARN transportent des informations entre les protéines et l'ADN dans les cellules, et le professeur Jaramillo a prouvé que ces molécules peuvent être produites et organisées en séquences de commandes sur mesure - similaires aux codes des logiciels informatiques - qui alimentent des instructions spécifiques dans les cellules, les programmer pour faire ce que nous voulons.

Tout comme un système informatique classique de Turing, les cellules ont la capacité de traiter et de répondre aux instructions et aux codes entrés dans leur système principal, soutient le professeur Jaramillo.

Semblable à un logiciel exécuté sur un ordinateur, ou des applications sur un appareil mobile, de nombreuses séquences d'ARN différentes pourraient être créées pour doter les cellules d'une « machine virtuelle », capable d'interpréter un langage universel d'ARN, et d'effectuer des actions spécifiques pour traiter différentes maladies ou problèmes.

Cela permettra un nouveau type de soins de santé personnalisés et efficaces, nous permettant de « télécharger » une séquence d'actions dans des cellules, leur demandant d'exécuter des décisions complexes codées dans l'ARN.

Les chercheurs ont réalisé leur invention en modélisant d'abord toutes les interactions possibles de séquences d'ARN sur un ordinateur, puis construire l'ADN codant pour les conceptions d'ARN optimales, à valider sur cellules bactériennes en laboratoire.

Après avoir induit les cellules bactériennes à produire les séquences d'ARN génétiquement modifiées, les chercheurs ont observé qu'ils avaient modifié l'expression génique des cellules selon le programme ARN - démontrant que les cellules peuvent être programmées avec des commandes ARN prédéfinies, à la manière d'un microprocesseur d'ordinateur.

Professeur Alfonso Jaramillo, qui fait partie du Warwick Integrative Synthetic Biology Centre, a commenté :

"Les capacités des molécules d'ARN à interagir de manière prévisible, et avec des conformations alternatives, nous a permis de concevoir des réseaux de commutateurs moléculaires qui pourraient être conçus pour traiter des commandes arbitraires codées dans l'ARN.

« Au cours de la dernière année, mon groupe a développé des méthodologies pour permettre à l'ARN de détecter l'environnement, effectuer des calculs arithmétiques et contrôler l'expression des gènes sans se fier aux protéines, ce qui rend le système universel dans tous les règnes vivants.

"Les cellules pourraient lire le 'logiciel' d'ARN pour effectuer les tâches codées, ce qui pourrait amener les cellules à détecter des états anormaux, infections, ou déclencher des programmes de développement."