MÉDICAMENT: Un « ordinateur chimique » qui prévoit la biologie moléculaire – Nature Nanotechnology

C’est un langage de programmation des processus de biologie moléculaire qui va prévoir comment les molécules d’ADN vont interagir entre elles aussi bien dans un tube à essai, dans le cas d’un mélange chimique, ou au niveau cellulaire, comme dans l’organisme, qui vient d’être développé par ces scientifiques de l’Université de Washington. Grâce à ce programme, présenté dans la revue Nature Nanotechnology, les chimistes pourraient concevoir des molécules de synthèse qui se comportent comme des composés biologiques pour soutenir les fonctions naturelles du corps ou pallier à leur dysfonctionnement.

Ce langage de programmation destiné à la chimie devrait permettre de guider la constitution des mélanges chimiques en fonction de la réaction, déclencher une libération intelligente du médicament en fonction d’un terrain biologique, ou détecter des dysfonctionnements (ou maladies) au niveau cellulaire. Car les chimistes utilisent des réseaux ou processus de réactions chimiques qui décrivent comment les mélanges de produits chimiques se comportent. Ces ingénieurs ont utilisé ces données pour écrire un programme qui puisse orienter sur mesure l’action des molécules. Le schéma ci-contre montre un exemple de programme chimique où A, B et C sont des espèces chimiques différentes.

Mais comment est développé ce langage ? Les scientifiques partent de la description mathématique d’un système chimique puis utilisent l’ADN pour construire des molécules qui vont effectuer les dynamiques souhaitées. Georg Seelig, professeur adjoint de génie électrique, d’informatique et d’ingénierie à l’Université de Washington, explique avoir voulu créer une nouvelle forme de langage de programmation qui explique à l’ordinateur ce qu’il faut faire pour créer des molécules d’ADN synthétiques destinées à accomplir des fonctions spécifiques.

Les chercheurs suggèrent de multiples exploitations de ce langage, comme pouvoir fabriquer des molécules qui s’auto-assemblent dans les cellules et servent de capteurs « intelligents » pour détecter les anomalies puis livrer des médicaments directement aux cellules.

Source: Nature Nanotechnology doi:10.1038/nnano.2013.189 29 September 2013 Programmable chemical controllers made from DNA

(Visuel 1@Yan Liang, L2XY2.com, visual 2 Nature)