Descriptif

Biotechnologies pour la médecine et l'agriculture (A. Meunier et S. Thomine)

I) Biotechnologies pour la médecine: vers une médecine régénérative (A. Meunier)
Comment réparer des tissus abimés par l’âge ou la maladie ? En dehors des chimiothérapies, les greffes d’organes et la pose de prothèses ont tenté de répondre à ce défi en remplaçant l’organe ou le tissu abimé. Lorsqu’elles sont possibles et tolérées par l’organisme, ces interventions très lourdes nécessitent des traitements à vie. Les progrès de la biologie cellulaire et moléculaire ont permis l’émergence de nouvelles thérapies, utilisant des processus biologiques sélectionnés au cours de l’évolution pour réparer des tissus déficients. Ce volet de la médecine, appelé  "médecine régénérative", cible une guérison définitive du patient et fait l’objet d’une recherche très active. Une large partie du cours sera dédiée à la biologie des cellules souches, domaine en plein essor et dont l'influence et les applications vont grandissantes. Nous verrons que certaines cellules humaines ont gardé un potentiel souche et que, par ailleurs, nous sommes maintenant capable de reprogrammer en cellules souches des cellules adultes différenciées (iPS). Nous montrerons également comment l’utilisation de parasites spécialisés dans le détournement de la machinerie cellulaire, ainsi que l’utilisation de systèmes enzymatiques bactériens comme le système CRISPR/Cas9 permettent la modification de  l’expression de gène dans des types cellulaires ciblés. Enfin, nous discuterons les problématiques éthiques ainsi que les limites à imposer à la modification et à la commercialisation du vivant.

Les thèmes abordés sont :

• Mécanismes moléculaires et cellulaires de la régénération des tissus chez la planaire, la salamandre et l'Homme: une boite à outils pour la médecine régénérative
• Formation et utilisation de cellules souches pluripotentes pour réparer/remplacer un organe défectueux: des études précliniques aux premiers essais cliniques
• Stratégies thérapeutiques basées sur l'emploi de cellules souches adultes
• Vectorisation virale et thérapie génique
• L'édition de gènes, des Zinc Finger nucléases au système CRISPR/Cas9: peut-t-on et doit-t-on ré-écrire notre génome ?

II) Biotechnologies pour l’agriculture (S. Thomine)
Avec l’augmentation de la population mondiale et une limitation des ressources (terres arables, ressources fossiles, et eau douce), la sécurité alimentaire reste un défi majeur. Ce défi est amplifié par une utilisation croissante de la biomasse végétale pour la chimie verte et la production d’énergie. Simultanément les changements climatiques et l’importance de préserver l’environnement et la biodiversité font peser des contraintes supplémentaires sur les systèmes de production. Dans ce contexte, il semble nécessaire de développer  une « intensification durable » de l’agriculture.

Nous verrons dans ce cours comment la biologie et les biotechnologies végétales peuvent contribuer à relever ces défis. Dans une première partie nous aborderons les bases génétiques, moléculaires et cellulaires du développement et de la reproduction des plantes et de leur domestication. Dans une seconde partie, nous étudierons les développements récents de la génomique et des biotechnologies (clonage, transgenèse et édition des génomes) et verrons comment ils peuvent contribuer à l’amélioration des plantes pour répondre aux différents enjeux agronomiques, industriels, environnementaux ou sociétaux.

Points abordés sont :

• Enjeux de la biologie et de l’amélioration des plantes
• Reproduction et développement des plantes
• Bases génétiques et moléculaire de l’évolution, la domestication, et l’amélioration  des plantes
• Biotechnologie moléculaires et cellulaires, clonage, transgénèse, et édition des génomes

En PC, l'accent sera mis sur l'analyse d'articles récents illustrant les promesses, les difficultés et les limites éthiques à modifier le vivant.

Numéro clausus : 45
Niveau requis : Avoir suivi au moins un module de Biologie en année 2.
Langue du cours : Anglais
Credits ECTS : 4