Lorsque Sean Fletcher est entré dans le laboratoire de sciences médicales et moléculaires (MMSC) de Sam Biswas au Collège des sciences de la santé de l'Université du Delaware au cours de l'été de sa première année, il n'avait aucune expérience en recherche ou en laboratoire.
Deux ans plus tard, la majeure en diagnostic médical a publié un article en tant que premier auteur après avoir découvert de nouvelles informations sur le fonctionnement du virus du papillome humain (VPH) au niveau moléculaire.
Dans une étude récemment publiée dans Journal de virologie, Fletcher et les co-auteurs Biswas, professeur de MMSC, et Esther Biswas-Fiss, professeur et présidente de MMSC, ont utilisé la bioinformatique pour identifier les régions conservées de la protéine HPV E2, qui joue un rôle essentiel dans la capacité du virus à se répliquer et à provoquer le cancer. L’équipe a découvert que des mutations spécifiques peuvent altérer la fonction des protéines, augmentant ainsi considérablement le risque de cancer.
Il est rare qu'un étudiant de premier cycle soit le premier auteur d'une revue prestigieuse. Cela distingue vraiment Sean. Il s'agit d'un article très axé sur la médecine, avec des implications pour le VPH – un problème de santé mondial – et pour les traitements potentiels. »
Esther Biswas-Fiss, professeur et présidente du MMSC
Sean Fletcher (à droite), un aspirant médecin, parle du rôle de la bioinformatique dans ses recherches avec ses mentors Esther Biswas-Fiss (à gauche), professeur et directrice du Département des sciences médicales et moléculaires, et Sam Biswas (au centre), professeur de sciences médicales et moléculaires.
C'est un exploit que Fletcher, étudiant de première génération et natif du Delaware, qui se dirige vers l'école de médecine, n'avait jamais rêvé lorsqu'il est arrivé à l'UD.
« Je savais que l'UD disposait d'un solide portefeuille de recherche et je suis reconnaissant d'avoir profité des premières opportunités pour m'impliquer et explorer le vaste monde de la recherche sur le VPH », a déclaré Fletcher.
Le lendemain de la publication de l'article de Fletcher, Fletcher a reçu un appel du Sidney Kimmel Medical College de Thomas Jefferson pour planifier une interview – un développement opportun qui a souligné la valeur de sa publication.
« C'est tout le pouvoir d'un article rédigé par un premier auteur », a déclaré fièrement Biswas. « Cela lui a donné un énorme avantage. »
Décoder les protéines cancérigènes du VPH
Le VPH est l’infection sexuellement transmissible (IST) la plus courante dans le monde, touchant jusqu’à 80 % des adultes sexuellement actifs. Ce virus complexe compte plus de 200 souches et constitue la principale cause de cancer de la tête et du cou.
« Une personne peut être infectée simultanément par une douzaine de types de VPH ou plus », a déclaré Biswas. « Nous ne savons toujours pas comment ils interagissent les uns avec les autres ; il y a beaucoup de choses qui restent inconnues. »
Alors que les jeunes adultes dotés d’un système immunitaire plus fort éliminent le VPH en deux ans, le virus vieux de 400 millions d’années peut rester dormant dans l’organisme pendant des années, ce qui rend son élimination plus difficile chez les personnes de plus de 40 ans.
« Les médecins peuvent dire qu'une personne est guérie, mais ce n'est pas toujours vrai », a déclaré Biswas. « Le virus n'est peut-être plus détectable via un test Pap chez les femmes, mais le virus pourrait avoir laissé une copie dans une cellule qui pourrait conduire au cancer une décennie plus tard. »
De gauche à droite, Esther Biswas-Fiss, professeur et présidente des sciences médicales et moléculaires, Sean Fletcher, majeur en diagnostic médical, et Sam Biswas, professeur de sciences médicales et moléculaires, ont travaillé ensemble pour découvrir des mutations spécifiques susceptibles de modifier la fonction des protéines et d'augmenter considérablement le risque de cancer, ouvrant la voie à des approches améliorées pour diagnostiquer et traiter les cancers liés au VPH.
Pour les hommes, il n'existe pas de test de dépistage du VPH, et beaucoup découvrent qu'ils sont porteurs du virus seulement après un diagnostic de cancer. Biswas-Fiss a souligné que la compréhension du virus au niveau moléculaire est essentielle à la prévention et au traitement du VPH.
« De nombreuses études se sont concentrées sur les approches cliniques et épidémiologiques, y compris nos travaux visant à déterminer quels génotypes sont les plus répandus dans différentes parties du monde », a-t-elle déclaré. « Mais pour prévenir et traiter le VPH, nous devons mieux comprendre comment il provoque le cancer au niveau moléculaire. »
La publication de Fletcher fait progresser cet objectif.
« Nous devons étudier le virus à la fois informatiquement et en laboratoire, et avec cet article, nous avons réalisé des progrès majeurs », a déclaré Biswas-Fiss. « Cela ouvre une nouvelle voie à explorer pour les chercheurs. »
Au cours de la prochaine année, Fletcher prévoit de continuer à utiliser la biologie computationnelle comme microscope pour examiner chaque atome des protéines du VPH. Ses recherches en cours sont soutenues par le Delaware INBRE Academic Year Undergraduate Fellows Award, suite à sa participation au Delaware INBRE Summer Student Research Program.
« Ce que je fais maintenant n'aurait pas pu être fait il y a cinq ans. Grâce à l'apprentissage automatique, nous pouvons identifier des modèles cachés dans les protéines et tester des moyens de bloquer les interactions protéiques pour les empêcher de provoquer le cancer », a déclaré Fletcher. « Je suis vraiment ravi de voir ces idées basées sur les données appliquées à la médecine et aux données cliniques à l'avenir. »
