La loi de Moore s’applique aussi au génome humain (part I)

Le co-fondateur d’Intel, Gordon Moore, expliquait il y a près de 50 ans que le nombre de transistors pouvant être placés sur une puce de silicium doublerait tous les deux ans. La capacité des ordinateurs augmente effectivement selon cette loi géométrique avec une régularité de métronome. La  loi de Moore semble s’appliquer aussi, et de manière exponentielle, aux capacités de séquençage du génome humain.

Le génome humain est notre code génétique porté par l’ADN présent dans nos cellules. L’ADN est constitué de l’enchaînement de 3 milliards de paires de bases (nucléotides), délimitant 25 000 gènes. Cela correspond au nombre de caractères que l’on pourrait retrouver dans 4000 livres de 250 pages chacun. Si nous portons tous les mêmes gènes, chaque individu présente des variations parfois très fines dans sa séquence génétique qui expliquent que nous sommes identiques mais tous différents et qui signent parfois aussi la présence d’une maladie génétique.  Le séquençage du génome humain représente un défi scientifique, technologique et financier considérable dont s’est emparé le marché américain.

En effet, la lecture intégrale des trois milliards de bases du génome va donner une information beaucoup plus précise, permettant, par exemple, l’identification de mutations rares ou les corrélations entre pathologies fréquentes et caractéristiques génétiques. C’est le cas d’ores et déjà pour divers types de cancers pour lesquels la connaissance des particularités génétiques de la cellule tumorale (et demain aussi, du patient) est déterminante pour le choix du traitement et l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques. Il est certain que cette approche va s’étendre au domaine de la santé en général. Grâce à la détection des variations génétiques personnelles, cette médecine personnalisée peut permettre de prévoir des prédispositions à certaines maladies, des sensibilités individuelles aux traitements (efficacité, effets secondaires), et de développer des médicaments personnalisés et mieux ciblés pour chaque patient. Cette génétique n’investit pas seulement le domaine de la santé. Les biologistes séquencent les espèces vivantes, les compagnies d’agro-business se penchent sur l’ADN des plantes, les bio-carburants, les bio-plastiques ou les races de cochons qui s’engraissent rapidement…

Réduire les coûts et les délais de séquençage
 
La pierre angulaire du développement de cette nouvelle médecine repose ainsi sur la réduction des coûts et des délais de séquençage génomique. Pour équiper les labos de recherche qui tournent à plein régime, une poignée de firmes américaines développent et vendent des machines sophistiquées, dont la valeur dépasse le demi-million de dollars. Le premier séquençage complet du génome humain, achevé en 2003, a coûté trois milliards de dollars et nécessité des années de travail à des centaines de chercheurs. En 2007, sont annoncés les premiers génomes complets obtenus à partir de l’ADN des deux pères fondateurs: 70 millions de dollars pour le génome de Craig Venter (l’entrepreneur du séquençage de 2003), puis 2 millions de dollars pour le génome de James Watson (qui avait lancé le Human Genome Project en 1990 et découvert la structure de l’ADN en 1953). Les annonces se sont succédées : premier génome complet d’un homme de Néandertal en 2008 ou encore de l’actrice Glenn Close en 2010.

Le séquençage des gènes devient, presque d’un mois sur l’autre, de plus en plus abordable :
-    50 000 $ il y a 3 ans, «une tâche qui coûtait autant qu'un Boeing 747, ne coûte plus que le prix moyen d'une voiture haut de gamme et ne nécessite plus que deux personnes », se félicitait dans un communiqué le Centre médical de Stanford, démontrant aussi « qu'il n'est plus nécessaire d'avoir un centre de génomique pour séquencer un génome humain».
-    10 000 $ il y a 18 mois et 5000 génomes séquencés.

La Fondation X Prize offre 10 millions de dollars à la première équipe capable de déchiffrer les génomes de 100 personnes en dix jours pour moins de 10 000 $ chacun. Dix-huit start-ups ont relevé le défi d’être la première à séquencer un génome pour moins de 1000 $ (aucune société française, ni même européenne, ne s'est lancée sur ce créneau industriel). Les ordinateurs peinent à suivre le rythme du flux de données ainsi généré.  Le directeur d’Illumina, James Flatley, prédit qu’avant la fin de la décennie « une lecture complète de l’ADN sera devenue une routine pour chaque nouveau-né ». Certes, le coût d’un génome reste indicatif ; les effets d’annonce ne précisent pas ce qui est exactement compris dans ces prix, sans doute essentiellement le coût des réactifs et peut-être l’amortissement des machines (plus chères que des Ferrari) et sans inclure l’analyse des résultats. Quoi qu’il en soit, cette chute des prix sans précédent dans l’histoire de la technologie préfigure l’avènement du «génome pour tous»…

De son côté, après avoir conquis les marchés mondiaux, être devenu le créancier des Etats Unis et un nouveau géant de l’Espace, la Chine ambitionne (et elle s’en donne les moyens) de devenir la puissance scientifique dominante, en particulier dans les sciences de la vie.  La ville de Shenzhen est ainsi devenue la plateforme mondiale concentrant la plus grande capacité de séquençage à ce jour (ces centaines de séquenceurs assurant un débit de 15 000 génomes humains complets par jour !). La Chine vise à devenir une bibliothèque d’Alexandrie numérique avec son projet « Library of digital life ».

A la veille de cette nouvelle révolution dans laquelle il faudra peser pour mieux la maitriser, je ne peux m’empêcher de regretter que l’Etat français n’ait malheureusement pas su ou pu maintenir la position de leader mondial de la génétique que les cartes du génome humain réalisées entre 1991 et 1995 par Généthon avaient conféré à la France .

Serge Braun

17/01/12

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