Pourquoi la recherche biomédicale est-elle importante ?

Les vacances d'été touchent à leur fin et l'idée de l'automne qui approche à grands pas plane dans l'air. Les matins sont frais et agréables, parfaits pour dormir. Et je suis là, à siroter un café à 5h30 du matin. Comment se fait-il que, les matins comme celui-ci, alors que la plupart des gens dorment, tant de chercheurs biomédicaux sont debout ?

Qu'est-ce qui est si important dans notre objectif de comprendre la biologie et les maladies pour que des milliers d'entre nous endurent le froid de l'hiver ou la chaleur de l'été, les petits matins et les grandes soirées pour être sûrs que notre travail soit fait ? En bref, pourquoi la recherche biomédicale est-elle si importante ?

La biologie est extrêmement complexe. L'être humain possède environ 20 000 gènes codant pour des protéines (1). Ces gènes se traduisent par 20 000 à plus de 100 000 protéines, selon la mesure que vous utilisez (2). Le nombre de métabolites s'élève à plus de 110 000, avec une multitude d'isomères et d'isoformes bioactifs (3). Et il ne s'agit là que des composants biologiques. Ensuite, il y a les interactions. Interactions entre les gènes ; interactions entre les protéines ; interactions entre les métabolites ; interactions entre les protéines et les gènes ; entre les protéines et les métabolites ; entre les métabolites et les gènes. En fait, l'"interactome" est si compliqué que peu de personnes ont essayé de le quantifier. N'oublions pas la thermodynamique. Les taux de distribution des cellules, les taux et les équilibres de réaction, l'entropie. Il y a des interactions cellulaires locales impactées par des signaux distants. Une complexité déconcertante.

Et toute cette complexité biologique s'inscrit dans un environnement physique d'une complexité égale. Nos systèmes doivent mesurer, surveiller, assimiler et éliminer toutes sortes de stimuli chimiques et énergétiques qui les bombardent sans relâche. Des virus aux fumées nocives, en passant par les sushis et les barres de chocolat, nos systèmes ont, au fil de l'expérience, appris ce qu'il faut garder, ce qu'il faut combattre et ce qu'il faut transmettre. Et, ce qui est peut-être le plus remarquable, comment se réparer une fois la bataille terminée.

Pourtant, malgré cette extraordinaire complexité, le système est un assemblage incroyablement auto-automatique. Les bébés naissent et apprennent à se retourner et à s'asseoir. Les tout-petits apprennent à marcher et à parler et deviennent des étudiants qui consomment de grandes quantités d'informations (et, comme dans le cas de mon fils adolescent, de la nourriture) et tracent la voie d'une croissance personnelle et professionnelle continue. Et dans tout cela, nos systèmes biologiques extraordinairement complexes, qui maintiennent un état homéostatique éloigné de l'équilibre avec leur environnement, fredonnent pour créer et faire des choses étonnantes.

Habituellement.

Lorsque ces incroyables systèmes vieillissent, et parfois bien avant, ils commencent à osciller autour de leur point d'homéostasie. Peut-être est-ce dû aux perturbations incessantes venant de l'extérieur. Ou peut-être est-ce que les plages de tolérance de la machinerie de réplication s'élargissent un peu trop (notre corps reproduit et élimine les cellules à une vitesse vertigineuse ; 100 millions de globules rouges par minute (4), par exemple). Le plus probable est que ce soit la combinaison des deux. Il semble que certaines perturbations puissent faire basculer un système dans un état homéostatique totalement différent, que nous appelons "maladie". En général, cela ne se produit pas d'un seul coup, mais par un changement progressif où le système est attiré vers un nouvel attracteur, un état dans lequel les opérations fondamentales du système s'effondrent.

Alors pourquoi tout cela est-il important ? Ceux d'entre nous qui travaillent dans le domaine de la recherche biomédicale ont la lourde tâche d'essayer de comprendre comment toute cette complexité fonctionne. Quels sont les chefs d'orchestre apparemment magiques de l'orchestre biochimique que nous appelons un organisme ? Comment pouvons-nous comprendre les flux et reflux normaux des biomolécules qui sous-tendent le premier pas d'un bébé, la marche d'un diplômé sur scène ou le soulèvement d'une grand-mère par son petit-fils ? Mais il s'agit plus que d'un exercice de curiosité ou d'un effort intellectuel. C'est pour que nous puissions aider lorsque des systèmes, comme celui de mon père, basculent dans le cancer. Ou encore, pour que nous sachions quoi faire lorsqu'un système naît gravement prématuré, comme celui de ma fille. C'est important parce que c'est personnel. C'est important parce que c'est humain. C'est important parce que, à l'instar de nos corps étonnants, nous avons la responsabilité de prendre soin et de nourrir l'ensemble de notre humanité.

Nous nous levons donc tôt quand le réveil sonne et nous nous couchons tard pour terminer une analyse. Nous supportons la chaleur de la journée et la cohue du trafic parce que nous faisons partie d'un réseau de chercheurs qui rassemble des connaissances, des compétences et une expertise uniques pour aider à résoudre certains des problèmes les plus complexes et les plus fondamentaux.

Il faut y aller.

Par le biais de cette série de blogs, "Pourquoi c'est important", j'espère partager des idées sur le monde de la biologie et sur la façon dont les efforts de Waters aident la communauté de la recherche biomédicale à mieux comprendre, étudier, enquêter et informer sur les complexités de la maladie.

Projet du génome humain du NIH. Références :

1. La taille du protéome humain : La largeur et la profondeur. Ponomarkenko, EA et al (2016). Int J Anal Chem. May 19. 7436849.
2. HMDB 4.0 : La base de données du métabolome humain pour 2018. Wishart DS et al (2018). Nucleic Acids Res. 2018 Jan 4 ; 46 (numéro de la base de données) : D608-D617.
3. Biological Membranes Architecture and Function, Handbook of Biological Physics. Sackmann, E. (1995). Elsevier.