Clodagh O'Shea, Ph.D.

Le problème

Le cancer est l'une des principales causes de décès aux États-Unis. La plupart des patients atteints de cancer sont traités par des chimiothérapies non spécifiques aux effets secondaires dévastateurs et qui ne guérissent pas toujours la maladie. Pour vaincre une maladie aussi complexe que le cancer, il faut un agent thérapeutique aussi sophistiqué que la maladie elle-même. Pour y parvenir, les scientifiques se tournent vers la nature pour trouver des moyens d'exploiter et de repenser les systèmes et dispositifs biologiques afin de combattre la maladie.

L'approche

Clodagh O'Shea est à la pointe des technologies de pointe pour la conception de virus synthétiques et d'autres dispositifs génétiques contrôlés et capables de cibler sélectivement les cellules cancéreuses. Les virus sont de véritables nanomachines naturelles : leur enveloppe externe leur permet de pénétrer dans des tissus spécifiques de notre corps où ils expriment des protéines qui détournent les mécanismes de contrôle de la croissance cellulaire, forçant la cellule à se répliquer et, simultanément, à reproduire le virus à son insu. O'Shea a révélé que nombre de ces mêmes mécanismes de contrôle cellulaire sont ciblés par des mutations cancéreuses. Elle exploite ces connaissances pour repenser des virus qui agissent comme des missiles guidés, infectant et se répliquant spécifiquement dans les cellules tumorales. Chaque fois qu'un virus infecte une cellule cancéreuse et se multiplie, il détruit la cellule en l'éclatant pour libérer des milliers de progénitures virales, qui ciblent ensuite d'autres cellules cancéreuses. Ces thérapies virales intelligentes préservent les cellules normales et offrent un potentiel considérable pour améliorer le traitement des patients atteints de cancer.

Pour repenser et programmer avec succès les thérapies virales synthétiques, O'Shea perce les secrets les plus profonds du fonctionnement des virus, des cellules normales et tumorales, et de leur intégration possible. De plus, elle associe ces connaissances fondamentales aux nouvelles technologies développées dans son laboratoire, qui permettent d'assembler des dispositifs viraux d'administration de gènes, des thérapies anticancéreuses et des vaccins à partir de bibliothèques de composants d'ADN modulaires, un peu comme des pièces LEGO® pour construire une sculpture ou un robot. O'Shea propose de développer ces machines génétiques pour en faire des « drones » diagnostiques capables d'identifier les premières traces de cancer ; des virus synthétiques agissant comme des missiles guidés pour détruire les cellules tumorales tout en prévenant la résistance thérapeutique ; et des virus se dirigeant vers les tissus endommagés pour favoriser la cicatrisation et prévenir l'infection.

Un autre aspect des recherches d'O'Shea consiste à décrypter le code structurel qui détermine l'accès et l'utilisation de l'ADN dans le noyau cellulaire. Le matériel génomique d'une cellule n'est pas une simple hélice : l'ADN est enroulé autour de protéines pour former des paquets tridimensionnels complexes appelés chromatine, destinés à s'insérer dans l'espace restreint du noyau cellulaire. Cartographier et déterminer la structure de la chromatine à plusieurs échelles est une étape essentielle pour comprendre comment les virus accèdent au matériel génétique pour se répliquer et tuer les cellules. À cette fin, son laboratoire développe de nouvelles techniques permettant de visualiser la structure-fonction de l'ADN dans le temps et l'espace 3D. Ces études pourraient révéler le code structurel qui détermine si un gène est activé ou désactivé en bonne santé et comment aider une cellule cancéreuse à se souvenir comment redevenir normale grâce à de nouvelles thérapies épigénétiques.