La Fondation WM Keck a accordé une subvention de 1,2 million de dollars à des chercheurs en chimie médicinale et en biologie computationnelle de l’Université du Kansas et de l’Université de Chicago, axés sur la résolution d’un problème longtemps non résolu dans la recherche biomédicale – ; trouver des molécules capables de cibler le « protéome indroguable ».
Jingxin Wang, professeur adjoint de chimie médicinale à KU, a demandé et reçu le financement Keck conjointement avec Yang Li, professeur adjoint de médecine et de génétique humaine à l’Université de Chicago. Utilisant des modulateurs d’épissage d’ARN (un type de molécule) couplés à des modèles d’apprentissage en profondeur (un sous-domaine de l’intelligence artificielle), leurs recherches promettent de changer la donne dans la découverte de médicaments et la recherche sur les maladies. La paire de chercheurs et leurs collègues de laboratoire travaillent à identifier des séquences de gènes humains qui répondront aux thérapies médicamenteuses par épissage d’ARN. Cela pourrait ouvrir la porte à de nouvelles thérapies et remèdes efficaces contre les maladies.
Environ 70 % du protéome (l’ensemble des protéines de certains tissus humains) ne peuvent pas être ciblés par un médicament. C’est alarmant parce que nous savons parfois comment la maladie se produit, mais nous n’avons aucune méthode pour traiter la maladie. C’est fondamentalement le problème incurable du protéome en chimie médicinale. »
Jingxin Wang, professeur adjoint de chimie médicinale à KU
Les recherches de Wang et Li visent à résoudre le problème insoluble. Récemment, plusieurs modulateurs d’épissage d’ARN ont été approuvés par la Food and Drug Administration pour le traitement salvateur de l’amyotrophie spinale et de la dystrophie musculaire de Duchenne, jusque-là incurables.
« Si nous pouvons cartographier précisément où nous pouvons cibler l’épissage de l’ARN, alors les chercheurs peuvent se concentrer sur ces gènes et séquences d’ARN pour le développement de médicaments », a déclaré Wang. « Après une enquête systématique, nous disposerons d’une carte complète des séquences régulatrices d’épissage pour l’ensemble du génome humain, et ce sera une ressource très précieuse, non seulement pour nous mais pour l’ensemble de la communauté des chercheurs. »
Le processus biochimique du développement et de la réplication des cellules humaines est un système complexe au niveau moléculaire. Les gènes sont codés dans l’ADN, qui transmet l’information génétique à l’ARN dans un processus appelé transcription. Ensuite, l’ARN traduit les informations génétiques codées en protéines dans les cellules. Les protéines agissent généralement comme des « exécuteurs » finaux qui exécutent ou régulent la plupart des fonctions cellulaires.
Le laboratoire de Wang se concentre sur l’épissage de l’ARN, un processus biologique essentiel chez l’homme qui se produit avant que l’ARN final ne soit délivré à la protéine. Les processus de transcription, d’épissage et de traduction fonctionnent ensemble pour dicter la quantité et la composition des protéines, qui sont radicalement différentes entre les différents tissus ou états cellulaires de santé, de développement, de maladie et de défense.
Le laboratoire de Wang à KU a un plan ambitieux pour se concentrer sur un sous-ensemble de 100 gènes afin d’identifier systématiquement la séquence régulatrice d’épissage à l’aide de sondes chimiques. Pour développer une carte des gènes toxicomanogènes, Wang et Li proposent de prendre les données de ces expériences pour former un modèle d’apprentissage en profondeur. Le laboratoire de Li à l’Université de Chicago utilisera l’apprentissage automatique pour analyser et prédire lesquels des 20 000 gènes humains sont susceptibles de répondre aux médicaments qui ciblent l’épissage de l’ARN.
« C’est tout un défi de passer au crible autant de données pour identifier quels gènes pourraient être de bonnes cibles », a déclaré Li. « Nous sommes chanceux d’avoir cette opportunité de collaborer avec nos partenaires pour développer de nouvelles approches informatiques pour étudier comment le ciblage de l’épissage de l’ARN peut surmonter le problème du » protéome non médicamenteux « . »
Wang a déclaré que le soutien de la Fondation Keck est crucial pour construire une nouvelle plate-forme de médecine de précision dans le traitement des maladies.
« Sans cette subvention Keck, nous ne pouvons pas collecter ou obtenir ces données », a déclaré Wang, notant qu’il serait nécessaire pour des agences comme le NIH de financer des recherches supplémentaires. « Je suis tellement reconnaissant que la Fondation Keck considère la recherche d’une manière différente afin que des projets importants comme celui-ci soient financés et démarrent. En cas de succès, ce sera l’une des technologies les plus avancées dans le domaine de l’épissage d’ARN. »
KU Endowment sert de liaison avec la Fondation Keck et a joué un rôle déterminant dans le soutien du développement de la pré-proposition et de la proposition. Les relations avec les entreprises et les fondations de l’Université de Chicago ont également aidé à la proposition de subvention et à la préparation de la présentation.
