- Les progrès les plus remarquables en biologie au cours des 30 dernières années
- Interférence ARN
- Premier mammifère adulte cloné
- Cartographie du génome humain
- Cellules souches des cellules de la peau
- Membres du corps robotisés contrôlés par le cerveau
- Modification de la base du génome
- Une nouvelle immunothérapie contre le cancer
- Thérapie génique
- L'insuline humaine grâce à la technologie de l'ADN recombinant
- Plantes transgéniques
- Découverte du 79e organe du corps humain
- Le don d'organes cédera la place à l'impression 3D
- Références
La biologie a fait de grands progrès au cours des 30 dernières années. Ces avancées dans le monde scientifique transcendent tous les domaines qui entourent l'homme, affectant directement le bien-être et le développement de la société en général.
En tant que branche des sciences naturelles, la biologie concentre son intérêt sur l'étude de tous les organismes vivants. Chaque jour, des innovations technologiques permettent des investigations plus spécifiques sur les structures qui composent les espèces des cinq règnes naturels: animal, végétal, monera, protista et champignons.
Génome humain. Source: avec l'aimable autorisation de l'Institut national de recherche sur le génome humain, via Wikimedia Commons
La biologie enrichit ainsi ses recherches et propose de nouvelles alternatives aux différentes situations qui affligent les êtres vivants. De la même manière, il fait des découvertes de nouvelles espèces et d'espèces déjà éteintes, ce qui permet de clarifier certaines questions liées à l'évolution.
L'une des principales réalisations de ces avancées est que ces connaissances se sont répandues au-delà des frontières du chercheur, atteignant l'environnement quotidien.
Actuellement, des termes tels que biodiversité, écologie, anticorps et biotechnologie ne sont pas à l'usage exclusif du spécialiste; Son utilisation et ses connaissances sur le sujet font partie de la vie quotidienne de nombreuses personnes non dédiées au monde scientifique.
Les progrès les plus remarquables en biologie au cours des 30 dernières années
Interférence ARN
En 1998, une série d'enquêtes liées à l'ARN a été publiée. Ceux-ci déclarent que l'expression génique est contrôlée par un mécanisme biologique, appelé interférence ARN.
Grâce à cet ARNi, il est possible de faire taire des gènes spécifiques d'un génome de manière post-transcriptionnelle. Ceci est accompli par de petites molécules d'ARN double brin.
Ces molécules agissent en bloquant la traduction et la synthèse des protéines, ce qui se produit dans les gènes de l'ARNm. De cette manière, l'action de certains agents pathogènes à l'origine de maladies graves serait contrôlée.
L'ARNi est un outil qui a eu de grandes contributions dans le domaine thérapeutique. Actuellement, cette technologie est appliquée pour identifier des molécules qui ont un potentiel thérapeutique contre diverses maladies.
Premier mammifère adulte cloné
Le premier travail de clonage d'un mammifère a été réalisé en 1996, réalisé par des scientifiques sur une brebis domestiquée.
Des cellules somatiques des glandes mammaires qui étaient à l'état adulte ont été utilisées pour réaliser l'expérience. Le procédé utilisé était le transfert nucléaire. Le mouton résultant, nommé Dolly, a grandi et s'est développé, étant capable de se reproduire naturellement sans aucun inconvénient.
Cartographie du génome humain
Cette grande avancée biologique a mis plus de 10 ans à se concrétiser, ce qui a été réalisé grâce aux contributions de nombreux scientifiques du monde entier. En 2000, un groupe de chercheurs a présenté une carte quasi définitive du génome humain. La version définitive des travaux a été achevée en 2003.
Cette carte du génome humain montre l'emplacement de chacun des chromosomes, qui contiennent toutes les informations génétiques de l'individu. Avec ces données, les spécialistes peuvent connaître tous les détails des maladies génétiques et tout autre aspect qu'ils souhaitent étudier.
Cellules souches des cellules de la peau
Avant 2007, l'information était traitée selon laquelle les cellules souches pluripotentes n'étaient trouvées que dans les cellules souches embryonnaires.
La même année, deux équipes de chercheurs américains et japonais ont mené une étude dans laquelle ils ont réussi à inverser les cellules de la peau adulte, afin qu'elles puissent agir comme des cellules souches pluripotentes. Ceux-ci peuvent se différencier, pouvant devenir n'importe quel autre type de cellule.
La découverte du nouveau procédé, où la «programmation» des cellules épithéliales est modifiée, ouvre une voie vers le domaine de la recherche médicale.
Membres du corps robotisés contrôlés par le cerveau
En 2000, des scientifiques du Duke University Medical Center ont implanté plusieurs électrodes dans le cerveau d'un singe. Le but était que cet animal puisse exercer un contrôle sur un membre robotique, lui permettant ainsi de recueillir sa nourriture.
En 2004, une méthode non invasive a été développée avec l'intention de capturer les ondes provenant du cerveau et de les utiliser pour contrôler des dispositifs biomédicaux. C'est en 2009 que Pierpaolo Petruzziello est devenu le premier être humain capable, avec une main robotique, d'effectuer des mouvements complexes.
Il a pu y parvenir en utilisant les signaux neurologiques de son cerveau, qui ont été reçus par les nerfs de son bras.
Modification de la base du génome
Les scientifiques ont développé une technique plus précise que l'édition génique, réparant des segments beaucoup plus petits du génome: les bases. Grâce à cela, les bases ADN et ARN peuvent être substituées, résolvant certaines mutations spécifiques qui pourraient être liées à des maladies.
CRISPR 2.0 peut remplacer l'une des bases sans altérer la structure de l'ADN ou de l'ARN. Les spécialistes ont réussi à changer une adénine (A) pour une guanine (G), «incitant» leurs cellules à réparer l'ADN.
De cette façon, les bases AT sont devenues une paire GC. Cette technique réécrit les erreurs dans le code génétique, sans qu'il soit nécessaire de couper et de remplacer des zones entières d'ADN.
Une nouvelle immunothérapie contre le cancer
Cette nouvelle thérapie est basée sur l'attaque de l'ADN de l'organe qui contient des cellules cancéreuses. Le nouveau médicament stimule le système immunitaire et est utilisé dans les cas de mélanome.
Il pourrait également être utilisé dans les tumeurs, dont les cellules cancéreuses présentent un soi-disant «déficit de réparation de mismatch». Dans ce cas, le système immunitaire reconnaît ces cellules comme étrangères et les élimine.
Le médicament a été approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis.
Thérapie génique
L'une des causes génétiques les plus courantes de la mort infantile est l'atrophie musculaire spinale de type 1. Ces nouveau-nés manquent de protéines dans les motoneurones de la moelle épinière. Cela provoque un affaiblissement des muscles et un arrêt de la respiration.
Les bébés atteints de cette maladie ont une nouvelle option pour sauver leur vie. C'est une technique qui incorpore un gène manquant dans les neurones spinaux. Le messager est un virus inoffensif appelé virus adéno-associé (AAV).
La thérapie génique AAV9, dont le gène protéique est absent des neurones de la moelle épinière, est administrée par voie intraveineuse. Dans un pourcentage élevé des cas où cette thérapie a été appliquée, les bébés ont pu manger, s'asseoir, parler et même courir.
L'insuline humaine grâce à la technologie de l'ADN recombinant
La production d'insuline humaine grâce à la technologie de l'ADN recombinant représente une avancée importante dans le traitement des patients diabétiques. Les premiers essais cliniques sur l'insuline humaine recombinante chez l'homme ont débuté en 1980.
Cela a été fait en produisant les chaînes A et B de la molécule d'insuline séparément, puis en les combinant à l'aide de techniques chimiques. Or, le processus de recombinaison est différent depuis 1986. Le codage génétique humain de la proinsuline est inséré dans les cellules d'Escherichia coli.
Ceux-ci sont ensuite cultivés par fermentation pour produire de la proinsuline. Le peptide de liaison est clivé enzymatiquement de la proinsuline pour produire de l'insuline humaine.
L'avantage de ce type d'insuline est qu'elle a une action plus rapide et une immunogénicité plus faible que celle du porc ou du bœuf.
Plantes transgéniques
En 1983, les premières plantes transgéniques ont été cultivées.
Après 10 ans, la première plante génétiquement modifiée a été commercialisée aux États-Unis, et deux ans plus tard, une pâte de tomate produite à partir d'une plante GM (génétiquement modifiée) est entrée sur le marché européen.
À partir de ce moment, chaque année, des modifications génétiques sont enregistrées dans des plantes du monde entier. Cette transformation des plantes est réalisée par un processus de transformation génétique, où du matériel génétique exogène est inséré
La base de ces processus est la nature universelle de l'ADN, contenant l'information génétique de la plupart des organismes vivants.
Ces plantes sont caractérisées par une ou plusieurs des propriétés suivantes: tolérance aux herbicides, résistance aux ravageurs, acides aminés modifiés ou composition des graisses, stérilité mâle, changement de couleur, maturation tardive, insertion d'un marqueur de sélection ou résistance aux infections virales.
Découverte du 79e organe du corps humain
Si Léonard de Vinci l'a déjà décrit il y a plus de 500 ans, la biologie et l'anatomie considéraient le mésentère comme un simple pli de tissu, sans aucune importance médicale.
Cependant, en 2017, la science a considéré le mésentère comme le 79e organe, il a donc été ajouté à Gray's Anatomy, le manuel de référence pour les anatomistes.
La raison en est que les scientifiques considèrent désormais que le mésentère est un organe qui forme un double pli du péritoine, faisant le lien entre l'intestin et la paroi abdominale.
Une fois qu'il a été classé comme un organe, c'est maintenant que des recherches supplémentaires doivent être menées sur son importance réelle dans l'anatomie humaine et sur la manière dont il peut aider à diagnostiquer certaines maladies ou à effectuer des chirurgies moins invasives.
Le don d'organes cédera la place à l'impression 3D
L'impression 3D est l'une des avancées scientifiques les plus importantes des dernières décennies, en particulier sur le plan pratique, étant un outil qui change de nombreux secteurs économiques et une grande partie de la recherche scientifique.
L'une des utilisations déjà envisagées est celle du développement massif d'organes, car les progrès pourraient permettre la reproduction de tissus humains complexes pour les implanter chirurgicalement.
Références
- SINC (2019) Dix avancées scientifiques de 2017 qui ont changé le monde fr
- Bruno Martín (2019). Prix pour le biologiste qui a découvert la symbiose humaine avec les bactéries. Le pays. Récupéré de elpais.com.
- Mariano Artigas (1991). Nouvelles avancées en biologie moléculaire: gènes intelligents. Groupe de science, de raison et de foi. Université de Navarre. Récupéré de.unav.edu.
- Kaitlin Goodrich (2017). 5 percées importantes en biologie au cours des 25 dernières années. Scape du cerveau. Récupéré de brainscape.com
- Académie nationale des sciences Ingénierie de la médecine (2019). Progrès récents en biologie du développement. Récupéré de nap.edu.
- Emily Mullin (2017). CRISPR 2.0, capable d'éditer une seule base d'ADN, pourrait guérir des dizaines de milliers de mutations. Examen de la technologie MIT. Récupéré de technologyreview.es.