Ido Bachelet : le Champion de la Nanotechnologie médicale

Né au Chili, Ido Bachelet est un scientifique israélien, spécialiste en nanotechnologie thérapeutique. Professeur adjoint en médecine et en sciences de la vie à l’Université Bar-Ilan, ses principaux domaines de recherche sont la programmation moléculaire, la nano-mécanique des composants biologiques et leur ingénierie. Il est également chef d’un groupe multidisciplinaire de développement et d’étude des biotechnologies émergentes, qui planche principalement sur la biologie synthétique, les ordinateurs ADN, la nano-robotique et les interfaces entre mondes physique et numérique.Titulaire d’une licence en mé­decine et d’un doctorat en pharmacologie de l’Université hébraï­que de Jérusalem, Ido Bachelet a poursuivi son cursus académique aux Etats-Unis, en tant que stagiaire postdoctoral au prestigieux Institut de Technologie du Massachusetts (MIT). Grâce à une bourse de recherche, il s’est spécialisé en robotique moléculaire et en biologie synthétique à l’Université Harvard. Le scientifique a ensuite rejoint il y a quelques années l’Université Bar-Ilan où il est actuellement maître de confé­rences et chercheur principal à la Faculté des sciences de la vie ainsi qu’à l’Institut de nanotechnologie et des matériaux avancés. Il est le co-auteur de plus de 30 publications et le concepteur de divers brevets, notam­ment en nanotechnologie médicale. En 2007, le biologiste qui a développé une nouvelle approche pour se débarrasser des allergies, a été récompensé par le Prix Barenholz pour la créativité et l’originalité de ses re­cherches appliquées. Enfin, en mai 2015, la société pharmaceutique amé­ricaine Pfizer a conclu une collaboration se chiffrant à plusieurs centaines de milliers de dollars avec le laboratoire du Professeur Bachelet, en vue de l’élaboration de thérapies géniques.La programmation moléculaire

L’injection de nano-robots dans le sang pour détecter les cellules cancéreuses sonne comme de la science-fiction ? Pourtant, c’est précisément ce que fait Ido Bachelet. Son travail en bio-ingénierie d’ADN se cache derrière ces traitements pour détecter virus ou attaques cardiaques et tuer les tumeurs cancéreuses. Plus précisément, à l’Université Bar-Ilan, le chercheur a mis au point un procédé de production de molécules d’acide désoxyribonucléique ayant des caractéristiques novatrices. Elles peuvent en effet être “programmées” pour attein­dre des cibles spécifiques dans le corps humain et effectuer des opérations préprogrammées de façon à se joindre à une structure chimique, en réponse à une stimulation. Le scientifique explique : « Afin de conce­voir un robot nanométrique, nous avons d’abord créé puis plié une séquence d’ADN choisie, en utilisant le processus de l’origami. Avec cette mé­thode, une personne peut donner une commande à un ordinateur qui plie la molécule selon les besoins. »Cette technique consiste à réaliser des formes bi ou tridimensionnelles arbitraires à partir de morceaux de molécules génétiques. En outre, celles-ci peuvent communiquer des signaux entre elles.

La particularité de ces nano-robots, créés en insérant un code ADN dans des bactéries pour accomplir de nombreuses tâches, est qu’ils s’ouvrent et se ferment en fonction des signaux provenant de l’environnement, ce qui permet de gérer la maladie. Ils peuvent par exemple contenir un médicament. Activés lors de leur rencontre avec certaines substances dans l’organisme, ils libèrent le remède en fonction des signes biologiques du corps. Ainsi, le robot n’expose le médicament à la cible qu’en présence d’une cellule donnée. En cas de diabète, il sera possible de produire un nano-robot qui libère de l’insuline seulement lors d’une hausse du niveau de sucre dans le sang. En tout, l’équipe de Bachelet a déjà conçu des microordinateurs ADN qui peuvent détecter 12 types de masses tissulaires anormales et les détruire sans endommager le malade. Les mini-engins scannent les chairs infectées par les tumeurs, puis les désactivent. Ce processus ne prend que quelques secondes, tuant les cellules atteintes et celle potentiellement cancéreuses.Ces nano-robots peu­vent également décider de la combinaison médicamenteuse à activer pour traiter les cellules défaillantes. Après avoir été testés sur animaux, ils le seront désormais sur l’homme pour traiter les cas de leucémie. Dans le futur, il sera aussi possible de combiner de telles molécules avec une antenne miniature. Lorsque celle-ci recevra un signal externe, elle opè­rera un petit changement dans la molécule qui s’ouvrira ou se fermera, se dissipera ou se connectera à un autre composant de base pour traiter à la demande les maladies. L’avantage des traitements ciblés permet d’éviter les dommages causés par les rayons, la chimiothérapie ou la chirurgie.

Les autres applications

Selon le scientifique, outre le traitement de diverses maladies, la nanoscience peut également adopter des solutions pour le stockage de données par « la technologie 4D » – procédé qui vise à créer des objets pouvant être programmés à se transformer eux-mêmes dans certaines conditions – à partit d’organismes vivants. Ainsi d’après Bachelet, l’ADN peut contenir environ 5000 fois plus d’informations qu’une solution de stockage classique, comme une clé USB. De cette façon, des bits numérisés dans de l’ADN sont emmagasinés dans la cellule d’une souris, protégeant ainsi les données beaucoup mieux que d’autres systèmes. Pour cela, un logiciel système de stockage et de partage d’informations emploie un langage de programmation de quatrième génération. Grâce à un algorithme utilisé pour l’impression 4D, le chercheur imite les blocs de construction des virus qui savent s’assembler de leur propre chef pour créer des produits qui peuvent se remonter. Une solution d’auto-assemblage qui permettra à long terme d’économiser le travail sur les chaines de montage des usines. Bachelet prévoit que d’ici 2 à 5 ans, cette technologie deviendra pleinement opérationnelle car actuellement, elle est encore difficile à gérer.