À l’intérieur du projet de construction d’un coffre-fort apocalyptique pour les bactéries

L'archipel norvégien du Svalbard abrite des grottes de glace, des chiens de traîneau et même des ours polaires, mais ce pour quoi il est sans doute le plus connu est le Global Seed Vault, un énorme banque de graines construit directement sur le flanc d’une montagne gelée. L’idée est que si le monde subit une sorte de catastrophe dévastatrice qui anéantit d’autres banques de gènes, le coffre-fort du Svalbard agirait comme un système de secours et permettrait à l'humanité de repeupler le monde avec des espèces végétales importantes, telles que des cultures de base et des plantes médicinales. herbes.

Mais les graines ne sont pas la seule partie du monde naturel dont nous pourrions vouloir conserver des sauvegardes. Récemment, les scientifiques ont commencé à réfléchir aux avantages de la construction d’un coffre-fort apocalyptique similaire pour les microbes importants – une arche de Noé pour les bactéries, si vous préférez.

Lorsque le Dr Maria Gloria Dominguez-Bello, microbiologiste à l'Université Rutgers, a entendu parler du stockage des semences, les parallèles lui ont sauté aux yeux, a-t-elle déclaré à Digital Trends. "C'était tellement évident et je suis devenue très intéressée par l'idée de faire quelque chose comme ça pour le microbiome", a-t-elle déclaré.

Votre microbiote et vous

Le microbiote désigne tous les micro-organismes (y compris les bactéries, les virus et les champignons) présents dans un environnement particulier, comme la peau ou le tractus gastro-intestinal. Le microbiome fait référence à ces micro-organismes et à leurs gènes. De nombreux facteurs influencent le mélange de ces microbes à l’intérieur de l’intestin, notamment héréditaire et environnemental Composants. La recherche sur la façon dont le microbiote influence la santé humaine est encore relativement nouveau, mais on pense qu’ils jouent un rôle dans le système immunitaire, la synthèse des enzymes et la digestion des glucides complexes.

Certains chercheurs étudient la manière dont le microbiote des habitants des zones industrielles diffèrent de ceux dans les zones rurales ou éloignées. L’alimentation, la pollution, les médicaments, l’assainissement et d’autres marqueurs des environnements urbains pourraient manifester ces changements dans les micro-organismes. Même si des études ont montré que de telles différences existent, il n’est pas encore tout à fait clair que ces altérations entraînent une augmentation des maladies chroniques, telles que le diabète ou les maladies cardiaques.

Pourtant, Dominguez-Bello craint qu'à mesure que la recherche sur le microbiote mûrisse, ses praticiens pourraient perdre sur des données précieuses provenant de populations autochtones ayant des modes de vie plus traditionnels et des microbiote. "Au moment où nous en saurons mieux, si nous ne préservons pas maintenant, nous n'y parviendrons pas", a-t-elle déclaré.

En cas d'urgence

Ayant travaillé à la fois dans son Venezuela natal et à Porto Rico, Dominguez-Bello connaît personnellement les dangers que les troubles politiques et les menaces climatiques font peser sur les collections d'échantillons. En 2012, elle a déménagé à l’Université de New York, où, après seulement un mois, l’ouragan Sandy a frappé. Elle et son équipe ont dû se rendre au laboratoire avec des lampes frontales pour récupérer les échantillons. «J'ai vécu, dans ma peau, à quel point nos collections individuelles sont vulnérables», a-t-elle déclaré.

Après avoir contacté les chercheurs impliqués dans le projet Svalbard, Dominguez-Bello a commencé à rassembler des scientifiques dans son propre domaine pour étudier le potentiel de création d'une réserve de microbiote. À la mi-juin de cette année, une étude de faisabilité de deux agences indépendantes, EvalueScience et Advocacy, a trouvé la proposition « d'une grande importance et potentiel." Dominguez-Bello considère que l'achèvement de l'étude permettra de faire passer le projet du stade gestationnel au nouveau-né. phase. Les prochaines étapes consistent à former plusieurs comités dédiés à la sensibilisation et à la philanthropie; finaliser l’emplacement du coffre-fort, le financement et les problèmes techniques; améliorer l'éducation et les relations internationales; et d'autres domaines.

Il existe déjà un certain nombre de collections de micro-organismes dans le monde entier, notamment Projet intestinal américain, Banque asiatique de microbiote, et le Projet Millions de microbiome humain. Une étape majeure consistera à persuader les responsables de ces banques de remettre des échantillons pour un stockage de sauvegarde. Un autre objectif est d'encourager la création de collections plus locales, notamment celles des groupes autochtones.

"Les collections locales sont extrêmement importantes car les collections locales sont des collections vivantes", a déclaré Dominguez-Bello. Ces échantillons pourraient être utilisés à des fins de recherche et de collaboration, avec du matériel supplémentaire préparé pour un stockage à long terme dans le coffre-fort. Un jour, la chambre forte pourrait potentiellement contenir des centaines de milliers d’échantillons, mais le programme pilote débuterait avec quelques milliers.

Les participants au coffre-fort ont commencé à nouer des contacts dans plusieurs pays, dont le Pérou, la Bolivie et l’Indonésie. "Et nous prévoyons d'y parvenir grâce à l'éducation", a déclaré Dominguez-Bello.

Le plan est de collaborer avec des universités de divers pays pour enseigner aux scientifiques locaux le microbiome, pourquoi de telles collections sont nécessaires et comment collecter et conserver des échantillons. "C'est plus que de la microbiologie", a déclaré Dominguez-Bello. "C'est aussi de l'anthropologie et de l'éthique." En se connectant avec des experts locaux, les universités étrangères pourraient avoir potentiellement plus de facilité à comprendre les lois et les permis, ainsi qu'à communiquer avec les autochtones groupes. Le premier cours de 10 jours était prévu au Pérou, mais c’était avant la crise du COVID-19.

Les équipes médicales locales ou les anthropologues connaîtront également les défis uniques d’une région, comme par exemple si l’électricité est suffisamment fiable pour garder les échantillons au frais. La conservation à long terme présente des défis différents de ceux des échantillons vivants. L’étude de faisabilité a reconnu qu’il y a beaucoup de choses à préparer pour un tel stockage que les chercheurs ne comprennent pas. Certaines méthodes pourraient préserver certains organismes tout en en tuant d’autres.

Deux méthodes potentielles pour la chambre forte sont la cryoconservation, avec de l'azote liquide, et la lyophilisation, ou lyophilisation. Bien que l’azote liquide soit la référence, Dominguez-Bello a déclaré que les échantillons lyophilisés ne nécessiteraient pas d’électricité s’ils étaient stockés dans un endroit suffisamment froid. Les organisateurs du coffre-fort du microbiote envisagent soit la Suisse, soit la Norvège, voire potentiellement les deux. Les auteurs de l’étude de faisabilité ont suggéré que des échantillons lyophilisés pourraient potentiellement être conservés dans la chambre forte semencière du Svalbard.

Questions éthiques

Contrairement à un coffre-fort rempli de graines, la collecte et la conservation d’échantillons humains soulèvent des problèmes d’éthique et de confidentialité. Les lois des deux pays où les collections sont stockées et achetées peuvent varier. Par exemple, certains pays, dont la Suisse et la Norvège, font partie de le Protocole de Nagoya, un accord international qui tente de partager équitablement les bénéfices issus de la recherche génétique. La question de savoir si les échantillons de microbiote relèvent de cet accord est encore en débat.

Quoi qu’il en soit, Dominguez-Bello estime que toute institution qui espère profiter de ces échantillons de microbiote – par exemple, en créant un nouveau probiotique — a une responsabilité envers les communautés qui ont fait don de des échantillons. "Il existe une obligation éthique envers les personnes qui sont à l'origine de ces bactéries", a-t-elle déclaré. Par exemple, les chercheurs peuvent aider à reconstruire des écoles ou fournir du matériel médical, en fonction des besoins d’une région. « Il faut faire quelque chose pour le bien, pour le bien-être de leur communauté dans son ensemble », a-t-elle déclaré.

Le coffre-fort devra également équilibrer le partage ouvert des données tout en préservant la confidentialité, non seulement des individus mais potentiellement de communautés entières. Lorsque les populations sont suffisamment petites, le simple fait de donner l’âge d’une personne peut la rendre identifiable.

Dans le même temps, le coffre-fort est destiné à favoriser un réseau, encourageant la collaboration entre chercheurs. «Je pense que cela est très étroitement lié à l'éducation non seulement de nos étudiants, mais aussi de la future génération de scientifiques des États-Unis, de la France, de la Suisse, de la Suède, de la Norvège ou de la Norvège. Portugal – mais aussi « dans les pays ayant un accès minimal aux laboratoires et aux équipements », a déclaré Dominguez-Bello, qui a ajouté que nous devons « élargir la communauté scientifique pour intégrer eux. Je pense que le microbiome est l’arène parfaite pour y parvenir.