Très beau palmarès pour l’équipe iGEM Évry Paris-Saclay 2023 !

Du 2 au 5 novembre dernier, la grande compétition internationale de biologie de synthèse iGEM fêtait ses 20 ans en France. Face à 400 équipes venues du monde entier, l’équipe d’étudiants iGEM Évry Paris-Saclay 2023 y a remporté un très beau palmarès avec son projet OptoGenEYEsis.

Source Genopole – Université d’Évry Paris Saclay

L’iGEM, ou International Genetically Engineered Machine competition (Compétition internationale de machines génétiquement modifiées), est une compétition internationale de biologie de synthèse organisée chaque année.

Du 2 au 5 novembre 2023, la compétition iGEM fêtait ses 20 ans en France, à Paris Expo. Les 17 étudiants de l’équipe iGEM Évry Paris-Saclay 2023, qui concourraient face à 400 équipes venues de 66 pays du monde entier, ont réalisé un très beau palmarès avec leur projet OptoGenEYEsis. 

L’équipe évryenne est médaillée d’or pour avoir rempli tous les critères scientifiques et techniques du concours, fait partie des 4 nominés pour le prix du meilleur outil Software et surtout, remporte pour la première fois le prix du meilleur Hardware, récompensant la conception d’un automate multifonction de laboratoire novateur, miniaturisé et piloté par intelligence artificielle.

L’équipe était composée cette année de 11 étudiants de l’Université d’Évry Paris-Saclay, dont 6 du Master SSB (Systems and Synthetic Biology), une étudiante du Muséum National d’Histoire Naturelle débutant une thèse au Genoscope, 5 élèves-ingénieurs de CentraleSupelec et un de l’École Polytechnique.

Le projet OptoGenEYEsis : développer des opsines microbiennes pour restaurer la vision grâce à la thérapie génique

Le projet « OptoGenEYEsys » proposé cette année par l’équipe iGEM, portait sur le développement d’opsines microbiennes dans la thérapie génique pour la restauration de la vision.

OptoGenEYEsis vise à exploiter le potentiel de la biologie de synthèse et l’évolution dirigée pour améliorer l’efficacité, aujourd’hui insuffisante, des thérapies géniques des maladies de la vision. L’objectif final est de transformer les cellules rétiniennes survivantes, mais non sensibles à la lumière, en photorécepteurs artificiels en introduisant des opsines microbiennes. En effet, ces traitements utilisent les propriétés de ces protéines photosensibles. L’approche, appelée « optogénétique », combine les principes de la biophotonique (l’utilisation de la lumière pour l’étude du vivant) et du génie génétique, d’où le nom donné par l’équipe au projet présenté à la Grand Jamboree iGEM 2023.

Les opsines sont naturellement présentes dans nos cellules photoréceptrices et transforment la lumière en un signal électrique que notre cerveau perçoit et traduit en image. Chez les personnes atteintes de dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) ou de rétinite pigmentaire, les cellules photoréceptrices se dégradent progressivement, et les opsines qu’elles produisent disparaissent avec elles. Cela conduit à une perte de vision, puis une cécité.

La thérapie génique consiste à faire produire des opsines aux cellules neuronales qui subsistent, normalement non productrices. Les opsines animales sont trop complexes mais il est possible d’y parvenir avec des opsines bactériennes, de fonctionnement plus simple et dont les gènes, plus petits, peuvent être insérés dans des vecteurs de thérapie génique. Cependant, les opsines microbiennes actuellement testées en essai clinique révèlent un spectre d’absorption étroit, une faible sensibilité à la lumière et une conversion peu efficace de la lumière en signal électrique dans le système nerveux.

Comment optimiser les opsines microbiennes ?

C’est ce que l’équipe iGEM Évry Paris-Saclay a entrepris de résoudre dans son projet OptoGenEYEsis, en travaillant sur plusieurs axes :

• La recherche d’opsines plus efficaces dans la nature, en suivant les conseils des chercheurs de Genoscope impliqués dans le projet Tara Oceans, à partir des données de séquences d’ADN de micro-organismes marins, vivant pour certains dans des profondeurs de faible intensité lumineuse;
• La recherche d’une méthodologie de criblage des opsines et le développement de l’outil technologique associé;
• L’obtention d’opsines améliorées par évolution dirigée, à l’aide de l’outil Evolution.T7 développé par l’équipe iGEM Évry Paris-Saclay en 2021
• Pour améliorer l’identification d’opsines performantes, le développement d’un appareillage permettant l’automatisation du criblage par microfluidique digitale. La méthode émergente et extrêmement prometteuse, automatise à très haut débit non seulement le test d’efficacité des opsines dans des micro-gouttes d’eau, mais permet aussi d’automatiser la quasi-totalité des protocoles de laboratoire mis en œuvre tout au long du projet. C’est une véritable micro-biofonderie multifonction, pilotée par intelligence artificielle

C’est ce dernier axe de travail qui a valu à l’équipe de remporter le prestigieux prix Best Hardware et d’être nominé pour le prix Best Software Tool.

Ioana POPESCU, enseignant-chercheur à l’Université d’Évry, qui encadre les équipes iGEM depuis 7 ans, et les membres de l’équipe iGEM Évry Paris-Saclay 2023, réagissant à l’annonce du prix Best Hardware :

« On est très heureux parce que ça faisait 10 ans qu’on n’avait pas eu de prix. Ça récompense le travail de toute l’équipe et surtout celui de Georges [Sainte-Rose, étudiant en Master 2 Systems and Synthetic Biology (mSSB) et membre de l’équipe Évry Paris-Saclay depuis 3 ans, lauréat en 2022 de l’édition 10 du Shaker (programme d’incubation de startup innovante au Genopole)] C’est une formidable opportunité pour continuer à développer cette technologie. »

Ce projet a été développé grâce au soutien financier de Genopole, de l’Université d’Évry (AAP FSDIE), de l’Université Paris-Saclay (Graduate School Life Sciences and Health, Objet interdisciplinaire MICROBES) et du DIM BioConvS, avec le soutien matériel de SnapGene, New England Biolabs, IDT, Twist Biosciences, et par l’encadrement du laboratoire LISSB de l’UMR 8030 Génomique Métabolique, de l’institut Micalis et les conseils de l’Institut de la Vision et des compagnies Auctux et The Ocean Cleanup.

Félicitations à chacun des membres de l’équipe ! C’est le fruit d’une collaboration efficace, tirant parti et développant les recherches des équipes précédentes.

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