C’est vraiment paradoxal, mais plus on avance dans la technologie, plus on se tourne vers ce qui est vraiment, vraiment vieux. Et là, je ne vous parle pas de vos vieux CD-ROM Windows 95, non, non, mais de trucs qui traînent sur Terre depuis des milliards d’années (comme Bayrou ^^).

Une équipe de chercheurs de l’Université de Pennsylvanie vient de faire une découverte assez dingue. Ils ont utilisé une IA pour fouiller dans les protéines d’organismes appelés Archaea, des microbes tellement anciens qu’ils étaient déjà là avant que les bactéries ne deviennent “mainstream”. Ces bestioles survivent dans des conditions extrêmes : sources d’eau bouillante acide, cheminées volcaniques sous-marines, lacs salés où rien d’autre ne peut vivre. Bref, les endroits où même Bear Grylls ne mettrait pas les pieds.

Et ce qui est fou, c’est que ces microbes ont développé des mécanismes de défense complètement différents de ce qu’on connaît. Au lieu d’attaquer la membrane externe des bactéries comme le font la plupart des antibiotiques actuels, les composés découverts (baptisés sans originalité des “archaeasins”) s’attaquent directement aux signaux électriques à l’intérieur des cellules. C’est un peu comme si au lieu de défoncer la porte d’entrée, ils coupaient directement le disjoncteur de la maison.

L’équipe dirigée par César de la Fuente a utilisé un outil d’IA appelé APEX 1.1 pour scanner 233 espèces d’Archaea. Résultat, ils ont découvert plus de 12 600 candidats antibiotiques potentiels. Sur les 80 qu’ils ont synthétisés et testés en labo, 93% ont montré une activité antimicrobienne contre au moins une bactérie pathogène. C’est un taux de réussite assez impressionnant quand on sait que d’habitude, on tourne plutôt autour de quelques pourcents.

Selon l’OMS, on fait face en ce moment à une crise majeure avec 24 pathogènes prioritaires qui nécessitent de nouveaux antibiotiques de toute urgence. Seulement, voilà, le pipeline de développement de nouveaux antibiotiques est quasiment à sec, avec seulement 27 antibiotiques en développement clinique dont seulement 6 considérés comme vraiment innovants. Et pendant ce temps, les bactéries résistantes continuent de proliférer… Cela génère 2,8 millions d’infections résistantes aux antibiotiques se produisent chaque année rien qu’aux États-Unis.

Un des archaeasins testés, le numéro 73 (ils sont pas très créatifs pour les noms, j’avoue…), s’est montré aussi efficace que la polymyxine B sur des souris infectées. Pour ceux qui ne connaissent pas, la polymyxine B c’est un peu l’arme de dernier recours contre les infections multi-résistantes. C’est le genre de truc qu’on sort quand plus rien d’autre ne marche. Vous avez intérêt à bien bien prendre vos probiotiques après celui-là, pour ne pas repeindre encore une fois l’appart.

C’est donc un tout nouveau terrain de jeu qui s’ouvre car jusqu’à présent, la recherche d’antibiotiques s’est concentrée sur les bactéries, les champignons et parfois les plantes. Les Archaea, c’est donc un domaine complètement inexploré. Et vu qu’ils représentent une branche entière de l’arbre du vivant, distincte des bactéries et de tout le reste, le potentiel est énorme !

D’ailleurs, ce n’est pas la première fois que l’équipe de de la Fuente utilise l’IA pour chercher des antibiotiques dans des endroits improbables (oups, non pas là). Ils avaient déjà scanné l’ADN d’organismes éteints comme le mammouth laineux et même analysé les composés chimiques dans les venins d’animaux. L’idée, c’est que l’évolution a déjà fait le boulot pendant des millions d’années, alors il suffit de savoir où chercher.

Les chercheurs prévoient donc maintenant d’améliorer APEX pour qu’il puisse prédire l’activité antibiotique basée sur la structure 3D des molécules, et pas seulement leur séquence. L’objectif à terme, c’est évidemment d’arriver jusqu’aux essais cliniques sur l’homme. Mais ça, c’est encore une autre paire de manches qui prendra plusieurs années…

Bref, comme quoi, des solutions aux problèmes modernes se cachent parfois dans ce qu’il y a de plus ancien et ces microbes qui barbotent tranquillement dans leur soupe acide depuis des milliards d’années pourraient bien nous sauver la mise face aux superbactéries du 21e siècle qui déboulent en masse, notamment à cause du changement climatique.

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Vous savez quel est le pire cauchemar d’un labo pharmaceutique ? C’est investir des milliards dans un médicament qui fonctionne parfaitement sur les souris pour finalement découvrir qu’il est totalement inutile chez l’humain.

Bon, visiblement ça arrive dans 96% des cas pour les médicaments neuropsychiatriques selon les données de Johns Hopkins BME. Un taux d’échec qui ferait pâlir n’importe quel créateur de founder. Mais voilà qu’une équipe de chercheurs vient peut-être de trouver la solution en faisant pousser… des cerveaux humains miniatures.

C’est l’équipe d’Annie Kathuria à Johns Hopkins qui a réussi ce truc assez fou. Ils ont créé le tout premier organoïde cérébral complet, le MRBO (Multi-Region Brain Organoid), qui intègre toutes les régions majeures du cerveau humain. Pas juste un bout de cortex comme avant hein, mais un vrai petit cerveau avec ses vaisseaux sanguins rudimentaires et son activité neurale. La bestiole fait 6 à 7 millions de neurones ce qui comparé à votre cerveau qui en contient des dizaines de milliards, est ridicule, mais c’est déjà suffisant pour reproduire l’activité d’un cerveau fœtal de 40 jours.

Pour y parvenir, il utilisent une technique d’assemblage où au lieu d’essayer de tout faire pousser d’un coup, ils cultivent séparément les différentes régions cérébrales et les vaisseaux sanguins dans des boîtes de Petri, et ensuite, ils utilisent des protéines collantes qui font office de “superglue biologique” pour assembler le tout comme un puzzle 3D. Une fois collés ensemble, les tissus commencent alors naturellement à créer des connexions et à produire de l’activité électrique coordonnée.

Ce qui est dingue c’est que cet “‘organoïde” conserve environ 80% des types cellulaires qu’on trouve dans un cerveau humain en développement précoce. Les chercheurs ont même observé la formation d’une barrière hémato-encéphalique primitive, cette couche protectrice qui filtre ce qui peut ou ne peut pas entrer dans le cerveau. D’après ScienceDaily, c’est une première mondiale qui pourrait transformer radicalement la recherche médicale.

Mais alors pourquoi c’est si révolutionnaire ? Et bien ça permettrait de “faire de la science” sur du tissu cérébral humain sans toucher à un seul patient. Pour les maladies comme la schizophrénie, l’autisme ou Alzheimer qui affectent l’ensemble du cerveau et pas juste une région isolée, c’est donc un game-changer total.

En France, le CNRS a annoncé le lancement du programme PEPR MED-OoC début 2025. C’est un projet à 48 millions d’euros sur six ans pour développer la médecine personnalisée avec les organoïdes. Co-dirigé par le CEA, l’Inserm et le CNRS, ce programme vise à créer des modèles biologiques personnalisés et réduire l’expérimentation animale.

L’application la plus prometteuse c’est évidemment la médecine sur-mesure. En gros, on prélève vos cellules, on fait pousser un mini-vous cérébral, et on teste dessus quel traitement marchera le mieux pour VOTRE cerveau spécifique. Plus de loterie thérapeutique, plus de “on va essayer ça et voir si ça marche”. Cette approche permet déjà d’étudier la microcéphalie, les troubles du spectre autistique et même les effets du virus Zika sur le développement cérébral.

D’ailleurs, ça marche déjà pour d’autres organes. Une équipe chinoise a rapporté en 2024 les résultats d’un essai clinique où ils ont transplanté des îlots pancréatiques dérivés de cellules souches chez un patient diabétique de type 1. Du coup, sevrage complet de l’insuline en 75 jours avec une HbA1c normalisée à 5%. Alors si on peut faire la même chose avec les troubles neurologiques, c’est le jackpot médical !

Bon, maintenant avant que vous ne flippiez en mode Black Mirror, je vous rassure, ces mini-cerveaux ne sont pas conscients. L’Académie nationale de médecine insiste bien là-dessus !! Toutes les activités cellulaires observées ne peuvent pas être assimilées à des processus cognitifs, sensoriels ou moteurs. C’est juste du tissu biologique qui réagit, et pas un être pensant miniature.

Pour les chercheurs, ces organoïdes sont surtout une alternative éthique géniale car au lieu de tester sur des animaux (avec des résultats souvent non transposables) ou d’attendre des années pour des essais cliniques risqués, ils peuvent maintenant observer en temps réel comment une maladie se développe et tester immédiatement si un traitement fonctionne. Ça me fait penser aussi à cet ordinateur biologique dont j’ai parlé il y a quelques semaines…

Ce qui est fou, c’est qu’on n’est qu’au début de tout ça ! Et les applications potentielles sont énormes car ça va nous permettre de comprendre pourquoi certains cerveaux développent des maladies neurodégénératives et d’autres non, mais aussi de créer des banques d’organoïdes pour tester massivement de nouvelles molécules, ou même de développer des thérapies préventives personnalisées avant l’apparition des symptômes.

Alors oui, faire pousser des cerveaux en labo, ça peut sembler dystopique et je sais que certains d’entre vous sont déçus parce qu’ils espéraient une greffe ^^, mais quand on voit le potentiel pour soigner des maladies aujourd’hui incurables, c’est plutôt de l’espoir en boîte… de Petri.

Et avec les investissements massifs en France et aux États-Unis, on peut parier que d’ici quelques années, votre médecin pourra tester ses prescriptions sur votre jumeau cérébral miniature avant de vous les donner.