L’équipe iGEM Genopole Université d’Évry Paris-Saclay remporte une médaille d’or !

Le projet proposé cette année par l’équipe iGEM portait sur le développement d'opsines microbiennes dans la thérapie génique pour la restauration de la vision intitulé « OptoGenEYEsys ».

OptoGenEYEsis vise à exploiter le potentiel de la biologie de synthèse et l’évolution dirigée pour améliorer l’efficacité, aujourd’hui insuffisante, des thérapies géniques des maladies de la vision. L’objectif final est de transformer les cellules rétiniennes survivantes, mais non sensibles à la lumière, en photorécepteurs artificiels en introduisant des opsines microbiennes. En effet, ces traitements utilisent les propriétés de ces protéines photosensibles. L'approche, appelée « optogénétique », combine les principes de la biophotonique (l'utilisation de la lumière pour l’étude du vivant) et du génie génétique, d’où le nom donné par l’équipe iGEM Évry Paris-Saclay au projet présenté à la Grand Jamboree iGEM 2023.

Les opsines sont naturellement présentes dans nos cellules photoréceptrices et transforment la lumière en un signal électrique que notre cerveau perçoit et traduit en image. Chez les personnes atteintes de dégénérescence maculaire liée à l'âge (DMLA) ou de rétinite pigmentaire, les cellules photoréceptrices se dégradent progressivement, et les opsines qu’elles produisent disparaissent avec elles. Cela conduit à une perte de vision, puis une cécité.

La thérapie génique consiste à faire produire des opsines aux cellules neuronales qui subsistent, normalement non productrices. Les opsines animales sont trop complexes mais il est possible d’y parvenir avec des opsines bactériennes, de fonctionnement plus simple et dont les gènes, plus petits, peuvent être insérés dans des vecteurs de thérapie génique. Cependant, les opsines microbiennes actuellement testées en essai clinique révèlent un spectre d’absorption étroit, une faible sensibilité à la lumière et une conversion peu efficace de la lumière en signal électrique dans le système nerveux.

C’est ce que l’équipe iGEM Evry Paris-Saclay a entrepris de résoudre dans son projet OptoGenEYEsis, en travaillant sur plusieurs axes :

• La recherche d’opsines plus efficaces dans la nature, en partenariat avec les chercheurs de Genoscope impliqués dans le projet Tara Oceans, à partir des données de séquences d’ADN de micro-organismes marins, vivant pour certains dans des profondeurs de faible intensité lumineuse ;
• La recherche d’une méthodologie de criblage des opsines et le développement de l’outil technologique associé ;
• L’obtention d’opsines améliorées par évolution dirigée, à l'aide de l'outil Evolution.T7 développé par l'équipe iGEM Évry Paris-Saclay en 2021
• Pour améliorer l'identification d’opsines performantes, l’automatisation du criblage par le développement de la microfluidique digitale. La méthode, émergente et extrêmement prometteuse, miniaturise le test d’efficacité des opsines dans une goutte d’eau, utilise la modélisation de la mécanique des fluides et l’informatique pour automatiser les différentes étapes expérimentales et met en œuvre l’intelligence artificielle pour analyser les données. Ce dernier axe de travail a valu à l’équipe de remporter le prix Hardware et d’être nominé pour le prix Software.

Encore bravo à toutes et tous ! C’est le succès d’un collectif qui sait s’appuyer et faire fructifier les recherches des équipes précédentes.

Avec l’Université d’Évry, révélez vos talents !

L'équipe était composée cette année de 17 étudiants dont 11 de l'Université d’Évry (Doriane Blaise, Georges Sainte-Rose, Lucero Jimenez, Stephen Mukuze, Samuel Ortion, Ali Khazem, Samuel Keating, Aisha Elsawah, Paul Weimer, Cédric Delavenne, Melvin Nal), une étudiante du Muséum National d'Histoire Naturelle (Chloé Seyman, qui vient de démarrer thèse au Genoscope) et 5 élèves-ingénieurs dont 4 de CentraleSupelec (Théo Saulus, Abdallah Lamane, Anaïs Luteyn, Constance Piquet) et un de l'Ecole Polytechnique (Baptiste Bout).

Encadrants de l’équipe Évry Paris-Saclay 2023 : Ioana Popescu (GM), Manish Kushwaha (Micalis), Tom Zaplana (GM), Florent Poubanne (GM), Divya Ail (Institut de la Vision), Mahnaz Sabeti-Azad (Micalis), Bruno Sainte-Rose (The Ocean Cleanup), Joseph Bakulikira Akonkwa (Auctux).

Ce projet a été développé grâce au soutien financier de Genopole, de l’Université d’Évry (AAP FSDIE), de l’Université Paris-Saclay (Graduate School Life Sciences and Health, Objet interdisciplinaire MICROBES) et du DIM BioConvS, avec le soutien matériel de SnapGene, New England Biolabs, IDT, Twist Biosciences, et par l’encadrement du laboratoire LISSB de l’UMR 8030 Génomique Métabolique, de l’institut Micalis et les conseils de l'Institut de la Vision et des compagnies Auctux et The Ocean Cleanup.