Ján Tkáč, « scientifique de l’année » récompensé pour ses travaux sur l’utilisation de nano-biotechnologies dans la lutte contre le cancer

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Slovaquie

Actualité
Slovaquie | Science de la matière : matériaux, physique, chimie, optique | Médecine individualisée
14 juin 2016

Le prix du « Scientifique Slovaque de l’année 2015 » a été décerné le 10 mai 2016 par le Ministre de l’Education et de la Recherche au docteur JánTkáč, chercheur au sein de l’Institut De Chimie de l’Académie Slovaque des Sciences (SAS). Il a été récompensé pour ses travaux de recherche sur l’utilisation des nanotechnologies dans le domaine de la glycobiotechnologie afin d’améliorer le diagnostic de diverses maladies dont le cancer de la prostate.

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Magazine de l’Académie Slovaque des Sciences, 2016. Crédits : SAS.

• La glycobiotechnologie et les glycanes

La glycobiologie est la discipline scientifique alliant biochimie et biologie moléculaire de l’étude des glycanes.

Les glycanes sont des molécules complexes de sucre qui jouent un rôle fondamental au niveau cellulaire dans notre organisme. Ils se trouvent essentiellement sur la surface extérieure des cellules et peuvent se fixer aux protéines (glycoprotéines), un peu comme une étiquette. Les glycanes sont activement impliqués dans de nombreux processus physiologiques ou pathologiques.
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Laboratoire de Chimie Moléculaire. Crédits : Ecole Polytechnique, J. Barrande.

Les glycanessont par exemple utilisés comme cibles par de nombreux agents pathogènes pour reconnaître et s’attacher à leur hôte.

Les signaux biologiques émis par les glycanes sont capables de fournir des informations sur l’état de santé de la personne. En analysant ces signaux et en déchiffrant le glycocode (l’ensemble des règles qui permettent de traduire les informations envoyées par les sucres, de la même façon que le code génétique pour le génome), les chercheurs sont capables d’améliorer la compréhension et le traitement de maladies graves comme les cancers. Les scientifiques du monde entier cherchent donc à étudier de près les glycanes, véritables biomarqueurs pour le diagnostic précoce de maladies.

• Travaux de recherche de l’équipe slovaque

Plusieurs méthodes sont utilisées par la communauté scientifique mondiale pour étudier les glycanes et déchiffrer le glycocode  : spectrométrie de masse, chromatographie, électrophorèse, etc. Pour autant, ces méthodes ne peuvent être utilisées que lorsque le glycane se libère de la protéine sur laquelle il était accroché. Le chimiste Ján Tkáč et ses collègues du Département de Glycobiotechnologies de l’Institut de Chimie de l’Académie Slovaque des Sciences ont donc travaillé à l’élaboration d’une nouvelle méthode permettant d’analyser les glycanes et leurs signaux de manière plus directe, lorsqu’ils sont encore accrochés à la protéine.

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Chercheur en biochimie. Crédits Ecole polytechnique, J. Barrande.

L’originalité des travaux de l’équipe slovaque est de combiner deux domaines scientifiques : la glycomique et les nanotechnologies. Ils s’intéressent particulièrement au développement de nanomatériaux conçus à base de lectines.

Les lectines sont des protéines qui sont capables d’identifier très précisément les glycanes et leur composition. Ces protéines sont très utiles pour rassembler les informations fournies par les glycanes et déchiffrer le glycocode. De par leur robustesse, elles sont très utilisées par les chercheurs du monde entier.
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Nano tubes de Polysilazane. Crédits : EMSL
Un nanomatériau est un matériau qui possède des propriétés particulières à cause de sa taille extrêmement petite (un nanomètre = un milliardième de mètre). Aujourd’hui, l’utilisation des nanomatériaux est en plein essor et permet de nombreuses applications innovantes, notamment dans les secteurs industriels et de la santé.

L’objectif des chercheurs slovaques est de concevoir des nano-biocapteurs robustes, sensibles, précis et abordables financièrement. Les scientifiques portent une attention toute particulière à la sensibilité de leurs capteurs qui doit être très élevée. Les nano-biocapteurs doivent en effet être capables de détecter au plus tôt les informations relatives aux premiers stades de développement de la maladie dans l’organisme. Il s’agit d’une condition indispensable à l’établissement de diagnostics et traitements thérapeutiques précoces de maladies telles que le cancer.

• Enjeux et perspectives

Les chercheurs slovaques travaillent depuis des années en coopération avec d’autres équipes scientifiques européennes, britanniques notamment. Ils ont reçu un financement européen de 4 millions d’euros dans le cadre du projet « Cancer Diagnosis : Parallel Sensing of Prostate Cancer Biomarkers » au titre du septième programme-cadre de l’Union Européenne pour la recherche et le développement entre 2012 et 2016.

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Nanoscience. Crédits : Brookhaven National Laboratory.

Les chercheurs de l’Institut de Chimie utilisent aujourd’hui ces nouveaux nano-biocapteurs dans l’analyse des échantillons cliniques provenant de patients atteints de diverses maladies comme la leucémie ou le cancer de la prostate. Les résultats sont très prometteurs. Dans le cas du cancer de la prostate, les scientifiques travaillent sur des échantillons provenant de patients à différents stades de la maladie. L’objectif est de développer une méthode qui permettra de distinguer les patients qui ont besoin d’une intervention chirurgicale rapide de ceux pour qui d’autres traitements thérapeutiques sont préférables.

Pour Ján Tkáč, chimiste responsable des travaux de recherche « le chemin est encore long mais les résultats sont très encourageants ». Selon lui, la combinaison des études glycomique (les sucres), génomique (ADN et gènes) et protéomique (protéines) permettra sans doute à long terme de proposer un diagnostic et un traitement « sur mesure » pour chaque patient en fonction des spécificités de sa pathologie. Selon l’Institut National Français du Cancer « la médecine personnalisée est l’une des voies les plus prometteuses en cancérologie ».

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Cérémonie de remise des prix des scientifiques de l’année 2015. Crédits : Académie Slovaque des Sciences

Le prix du « Scientifique Slovaque de l’année 2015 » a été remis à Ján Tkáč le 10 mai 2016 par Peter Plavčan, Ministre de l’Education et de la Recherche, à l’occasion d’une cérémonie organisée par le Centre Slovaque d’Information Technique et Scientifique et l’Académie Slovaque des Sciences sous les auspices du président de la République Slovaque Andrej Kiska.

Sources

Pour en savoir plus

Contact : Ján Tkáč, Jan.Tkac [a] savba. sk
Rédactrice

Marie-Flore Michel, Chargée de mission pour la Coopération Scientifique, Ambassade de France en Slovaquie.
Contact : marie-flore.michel [a] diplomatie.gouv.fr