LATITUDES

Biologie et numérique, un duo gagnant

A Lausanne, le nouveau Centre romand de compétences en bioinformatique doit permettre de clarifier les causes de maladies, d’établir des diagnostics ou encore d’élaborer des molécules thérapeutiques.

Les sciences de la vie et le monde médical n’échappent pas à la déferlante des données. «Vu leur quantité, il devient impossible de traiter ces données de manière traditionnelle, commente Nicolas Guex, qui pilote le nouveau Centre de compétences en bioinformatique (BICC) de l’Université de Lausanne (UNIL). Il faut donc développer des outils capables de prendre le relais.»

Comme son nom l’indique, la discipline est issue de la rencontre entre la biologie et l’informatique. Devenue incontournable en l’espace d’une dizaine d’années, elle permet de transformer une montagne de données brutes – par exemple, des millions de séquences, de pixels ou de paramètres collectés sur des millions de cellules – en données exploitables. Le big data devient ainsi smart data. « Concrètement, les outils numériques nous permettent de fouiller ces données, de leur donner du sens et de les rendre accessibles », explique Nicolas Guex.

En matière de recherche et d’application, le potentiel de cette pratique est énorme : compréhension des causes de maladies, établissements de diagnostics ou encore élaboration de nouvelles molécules thérapeutiques. Dans la foulée, l’intérêt pour la bio-informatique ne cesse de croître « et cette discipline se professionnalise », relève Christian Iseli, qui seconde Nicolas Guex dans ses tâches à la tête du BICC.

Convergence des compétences

Inauguré en juin 2019, le BICC est né de la volonté d’utiliser au mieux le potentiel de cette nouvelle science, tout en contournant les écueils qui surviennent forcément lorsque plusieurs disciplines se rencontrent. « La plupart des scientifiques s’accordent à dire qu’il n’est plus possible de faire de la recherche sans le recours à l’informatique, note le directeur. Reste que pour un professeur de biologie, il peut être compliqué de superviser le travail des bio-informaticiens, par manque de connaissances techniques. »

C’est là qu’intervient le BICC. Dotée de six collaborateurs, cette structure – qui a vu le jour dans la continuité de la nouvelle Division calcul et soutien à la recherche de l’UNIL – met à la disposition des chercheurs les compétences d’un (ou de plusieurs) bio-informaticien à temps partiel, qui se charge de tous les aspects liés au traitement et à l’analyse des données. Les prestations peuvent se limiter à quelques jours dans le cadre d’analyses ponctuelles ou s’étendre sur des périodes beaucoup plus longues lors de projets importants.

« D’une certaine manière, le fonctionnement du BICC s’inspire du secteur privé, notamment de ce qui se fait dans la pharma, rapporte le biologiste. Les domaines de recherche sont certes stratifiés, mais il existe des projets transversaux regroupant un spécialiste de chaque discipline. » Dans cette logique, la structure de l’UNIL propose à ses groupes de chercheurs, à ceux de l’EPFL et du CHUV, des profils de compétences très variés : « C’est l’intérêt de mettre plusieurs bio-informaticiens sur le coup. »

Cytométrie de flux et immunothérapie

Malgré le jeune âge du BICC, ses collaborateurs sont déjà impliqués dans plus d’une dizaine de projets prometteurs de recherche. Dans ce cadre, ils ont traité ou développé des programmes spécifiques. De puissants algorithmes ont notamment été appliqués sur des dizaines de millions de cellules analysées par cytométrie de flux dans un groupe du Département d’oncologie UNIL CHUV. Cette méthode permet d’évaluer les protéines de la membrane cellulaire, les protéines intracellulaires ainsi que les peptides et l’ADN. En utilisant ce procédé, un nouveau type de population cellulaire a pu être isolé, qui avait échappé aux procédures d’analyse standards recommandées jusqu’alors. « La quantité relative des divers types de cellules immunitaires présentes dans le sang est utile pour caractériser l’état du système immunitaire d’un patient ou suivre sa réaction à un traitement », explique Nicolas Guex.

Le BICC apporte également son soutien à un autre groupe de recherche du Département d’oncologie. « La présence de cellules immunitaires infiltrées dans les tumeurs peut aider dans le choix du meilleur traitement de certains cancers, rapporte le chef du BICC. Le développement d’algorithmes spécifiquement calibrés pour reconnaître ces types cellulaires promet non seulement de diminuer le travail manuel des chercheurs, mais aussi d’assurer une reproductibilité des résultats. »

Christian Iseli cite, pour sa part, les recherches d’une équipe du Service d’urologie du CHUV dans le domaine de l’immunothérapie. « Pour mémoire, son principe de base est d’inciter le système immunitaire à attaquer les cellules cancéreuses, tout en épargnant les cellules saines. » La comparaison de séquences d’ADN obtenues à partir de cellules normales ou tumorales d’un même patient permet de déterminer des mutations susceptibles de produire des protéines mutées présentes exclusivement dans la tumeur. Ces protéines mutées pourraient être utilisées comme cibles en vue d’un traitement d’immunothérapie. « Dans le cadre de son projet de détermination des protéines mutées exploitables pour un traitement, l’équipe du CHUV a confié le séquençage à la plateforme GTF de l’UNIL (ndlr : Lausanne Genomic Technologies Facility) et les analyses au BICC. »

Un débat de société est nécessaire

Ces trois exemples ne sont que la pointe de l’iceberg. « Globalement, les perspectives offertes par la bio-informatique en termes de santé publique sont énormes. En effet, elle permet d’analyser les données plus à fond, plus rapidement et de manière reproductible », fait remarquer Nicolas Guex. Encore faut-il « que les données fassent l’objet d’une collecte systématique et structurée, que ce soit à l’échelle suisse ou internationale ». Le spécialiste souligne qu’en la matière plusieurs pays font bien mieux que le nôtre, par exemple le Danemark et l’Islande.

Reste qu’à une époque où la question de la protection des données est sur toutes les lèvres, « il est important de sensibiliser la population à cette thématique, en expliquant bien quels types de données sont collectées et pourquoi », précise Christian Iseli. « Surtout, il faut définir quel est le juste milieu entre monitoring à outrance et intérêt public de la recherche. » Et Nicolas Guex de confirmer : « C’est un vrai débat de société qu’il faut mettre en place ! »

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Une version de cet article réalisé par LargeNetwork est parue dans In Vivo magazine (no 20).

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