Des chercheurs de la Washington University School of Medicine à St. Louis ont reçu une subvention pour développer la prochaine génération d’équipements de protection individuelle (EPI) pour les troupes de combat. Exploitant la génétique des ankylostomes, la recherche se concentre sur le développement d’« usines vivantes » qui produisent des anticorps et des agents anti-nerveux pour se protéger contre les armes chimiques et biologiques.
Les troupes de combat ont besoin d’un équipement spécial pour se prémunir contre les agents chimiques et biologiques qui pourraient être libérés dans une zone de guerre. Bien que ces combinaisons et respirateurs puissent protéger contre les armes chimiques et biologiques, ils sont encombrants et peuvent limiter la mobilité aux pires moments possibles.
Des chercheurs de la Washington University School of Medicine à St. Louis espèrent améliorer les options des soldats en développant la prochaine génération d’équipements de protection individuelle (EPI) prêts au combat. Le financement des travaux est un sous-contrat de la School of Medicine qui fait partie d’un contrat de 16,4 millions de dollars attribué à la société américaine de recherche et développement Charles River Analytics de la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) du gouvernement américain.
L’objectif est de développer des biosystèmes protecteurs personnalisés qui incluraient des usines vivantes d’organismes génétiquement modifiés pour produire des agents anti-nerveux, des anticorps ou d’autres antidotes biologiques contre une variété de menaces chimiques ou biologiques. L’idée est que ces usines vivantes – un peu comme les bactéries commensales composant le microbiome intestinal – créeraient une relation symbiotique avec le corps humain, sécrétant des molécules protectrices dans la circulation sanguine qui pourraient neutraliser les agents neurotoxiques ou bloquer les virus armés.
Pour atteindre ces objectifs, l’équipe de l’Université de Washington exploitera les connaissances sur la génétique des helminthes, plus précisément des organismes communément appelés ankylostomes.
Nous explorerons des moyens d’utiliser les ankylostomes pour générer des molécules prophylactiques dans le corps d’un sujet afin de neutraliser les menaces que les soldats peuvent rencontrer dans les zones de guerre ou dans d’autres environnements à haut risque. »
Makedonka Mitreva, PhD, professeur de médecine et de génétique
« Les ankylostomes ont développé un système sophistiqué pour sécréter des molécules qui leur permettent de vivre dans l’intestin humain sain pendant de nombreuses années sans causer de problèmes de santé majeurs », a-t-elle déclaré. « La recherche a démontré que les infections contrôlées par l’ankylostome dans des contextes expérimentaux ne provoquent pas d’effets indésirables chez les personnes en bonne santé. Nous exploiterons donc ces éléments d’une infection contrôlée par l’ankylostome, ainsi que notre capacité à modifier génétiquement ces organismes pour produire des anticorps ou d’autres protéines qui agissent comme molécules protectrices de l’intérieur du corps humain, pour développer un système de nouvelle génération pour protéger les troupes de combat contre les menaces chimiques et biologiques.
Les ankylostomes pourraient potentiellement être conçus pour sécréter des enzymes qui se séparent ou bloquent les neurotoxines, telles que le gaz sarin, par exemple. De même, les ankylostomes pourraient être génétiquement modifiés pour produire des anticorps contre des bactéries dangereuses, telles que l’anthrax, ou des virus potentiellement mortels, tels que Ebola et SARS-CoV-2.
L’Université de Washington est l’une des nombreuses institutions sous-traitantes financées sur ce contrat par la DARPA pour développer des EPI avancés pour les troupes de combat. Charles River Analytics à Cambridge, Mass., dirigera les collaborateurs, qui comprennent également le Baylor College of Medicine à Houston ; Université George Washington à Washington, DC; l’Université James Cook en Australie ; Centre médical universitaire de Leiden aux Pays-Bas ; et l’Université de Californie, Irvine.
La Food and Drug Administration a déjà approuvé certains helminthes, y compris les ankylostomes, pour une utilisation expérimentale dans des essais cliniques humains. Certains de ces helminthes vivent dans la partie supérieure de l’intestin, et les scientifiques étudient leur utilisation dans le traitement des troubles gastro-intestinaux et d’autres maladies.
« Certaines des molécules que les ankylostomes sécrètent ont des propriétés anti-inflammatoires », a déclaré Mitreva. « Ces organismes peuvent survivre plus longtemps lorsque l’environnement dans lequel ils vivent est sain. Ils font donc ce qu’ils peuvent pour aider à maintenir cet environnement intestinal sain. Pour cette raison, d’autres groupes de recherche ont étudié certains helminthes comme thérapies pour les maladies gastro-intestinales inflammatoires. «
Mitreva a également expliqué que les ankylostomes ne peuvent pas se reproduire à l’intérieur de l’intestin humain, donc dans un environnement contrôlé, les ankylostomes qui composent la thérapie initiale peuvent y rester pendant des années sans causer de problèmes. Les ankylostomes ont un cycle de vie complexe qui comprend des œufs libres et des stades précoces de larves qui doivent avoir lieu dans le sol. Dans une infection naturelle, les gens sont généralement infectés en marchant pieds nus dans les régions du monde où les ankylostomes sont endémiques. De telles infections peuvent conduire à la malnutrition chez les jeunes enfants ou causer des problèmes de santé chez ceux qui sont immunodéprimés. Mais les infections contrôlées par l’ankylostome – avec un nombre défini d’organismes administrés dans le cadre d’un essai clinique – n’ont pas montré de problèmes chez les adultes en bonne santé. Les infections peuvent également être éliminées du corps avec des médicaments anti-helminthiques largement disponibles.
Alors que les chercheurs de l’Université de Washington, dont Sergej Djuranovic, PhD, professeur agrégé de biologie cellulaire et de physiologie, se concentreront sur l’étude des ankylostomes, d’autres collaborateurs travailleront au développement d’autres espèces d’helminthes en tant qu’usines vivantes, et d’autres encore se concentreront sur des matériaux légers et flexibles pour produire des vêtements de protection individuelle plus faciles à porter que les EPI actuels pendant de longues périodes et plus protecteurs contre les menaces chimiques et biologiques.
