Merci d’avoir accepté de discuter avec moi, Julia. Tu fais actuellement ton doctorat en génie biologique et biomédical avec Amine Kamen. Quelle expérience universitaire et de recherche avais-tu avant de venir à McGill ?
J’ai obtenu mon baccalauréat en biotechnologie au Brésil, où je suis née. À cette époque, j’ai fait un stage d’été dans le cadre d’un échange ici, à Montréal, et c’est à ce moment-là que j’ai su que je voulais revenir pour faire des études supérieures — j’ai eu un avant-goût de l’été montréalais ! J’ai commencé à m’intéresser à différents laboratoires et j’ai découvert le groupe d’Amine. J’ai été très intéressée par leurs travaux sur les vaccins viraux et la thérapie génique. Je souhaitais mettre à profit mes connaissances en biologie et les appliquer au développement de procédés de fabrication de produits thérapeutiques.
Lorsque tu es arrivée à McGill pour tes études supérieures, avais-tu l’impression qu’il te manquait certaines connaissances en ingénierie ?
Même aujourd’hui, je me demande parfois comment me définir ou comment décrire mon parcours de recherche lorsque j’en parle avec les autres. J’avais clairement une formation davantage axée sur la biologie et, pendant mon premier cycle universitaire, je n’avais pas beaucoup de connaissances approfondies en calcul différentiel et intégral ou en programmation, par exemple. J’ai notamment travaillé dans un laboratoire sur la levure, où je développais des outils de génie génétique, mais je n’avais pas travaillé sur la mise à l’échelle des procédés et les bioréacteurs. Cela dit, j’ai toujours eu une façon de penser qui s’apparente à celle de l’ingénierie : « Comment pouvons-nous atteindre notre objectif avec les outils dont nous disposons ? »
Pendant mes recherches de maîtrise, j’ai énormément appris sur le développement des procédés et, durant mon doctorat, j’ai eu l’occasion d’approfondir davantage mes connaissances, tant du côté de l’ingénierie que de la biochimie. Je suis heureuse d’avoir eu ces expériences diversifiées, car elles m’aident à communiquer avec des scientifiques et des ingénieurs issus de différentes disciplines et travaillant à différentes étapes du développement des médicaments.
En tant que membre du laboratoire d’Amine, tu as participé très activement aux activités de formation de D2R, notamment en assistant aux symposiums de D2R et à plusieurs autres événements. Comment penses-tu avoir bénéficié de ton appartenance à D2R ?
J’ai entendu parler de D2R pour la première fois par l’intermédiaire d’Amine, et notre laboratoire s’est davantage orienté vers la recherche sur l’ARNm depuis le lancement de l’Initiative. Comme j’ai été l’une des premières étudiantes du laboratoire à travailler sur l’ARNm, j’ai pu énormément apprendre grâce à des collaborations avec des professeurs de différents départements de McGill. On ne peut apprendre qu’une quantité limitée de choses par soi-même en lisant des articles scientifiques. Dans mon département, il n’y a pas beaucoup de professeurs qui travaillent dans ce domaine — j’ai vraiment pu trouver ma communauté au sein de D2R.
L’un des projets sur lesquels tu travailles est la « Plateforme de séquençage de bout en bout pour le contrôle de la qualité des produits thérapeutiques à base d’ARN », en collaboration avec le professeur Ioannis Ragoussis. Quel est ton rôle dans ce projet ?
Chaque fois qu’on produit un vaccin ou un produit thérapeutique à base d’ARNm, il faut respecter des normes très strictes de contrôle de la qualité. De nombreux éléments doivent être caractérisés afin de s’assurer que le produit thérapeutique sera sûr et efficace. Actuellement, plusieurs tests différents doivent être réalisés. Il serait toutefois beaucoup plus simple de rationaliser ce processus, et c’est là que le séquençage par nanopores entre en jeu.
Le groupe du professeur Ragoussis, au Centre de génomique, travaille au développement de stratégies utilisant les nanopores pour séquencer directement la molécule d’ARN, sans avoir à produire d’abord une copie d’ADN. Cette approche est prometteuse, car elle permettrait non seulement d’analyser la séquence de l’ARNm synthétisé, mais aussi d’évaluer d’autres caractéristiques qui nécessitent généralement des tests distincts, comme la détection de la coiffe 5’, la mesure de la longueur de la queue poly(A) ou encore l’évaluation de la dégradation de l’ARN.
Dans ce projet, le rôle de notre laboratoire est de valider les nouvelles stratégies de séquençage par nanopores en réalisant les tests traditionnels déjà établis et en produisant des échantillons provenant de toutes les étapes du procédé, comme avant la purification, après la purification, après l’encapsulation, etc. C’est moi-même et une assistante de recherche de notre laboratoire, Laurence, qui travaillons sur ce projet.
Quand ton laboratoire a-t-il commencé à travailler sur les produits thérapeutiques à base d’ARNm ?
Comme le laboratoire d’Amine travaillait déjà sur la fabrication de vaccins, nous avons suivi de près le succès des vaccins à ARNm pendant la pandémie et la rapidité avec laquelle ils ont été développés. Je ne veux pas dire que c’est simple, parce que ça ne l’est pas, mais il y a certainement moins de complexité dans les étapes nécessaires à la fabrication d’un vaccin à ARNm que dans la fabrication de virus, ce qui permet de développer une sorte de plateforme prête à l’emploi.
Peux-tu expliquer brièvement les étapes nécessaires à la fabrication d’un produit thérapeutique à base d’ARNm ?
Oui. En fait, tout commence avec l’ADN. Tout d’abord, nous devons produire une molécule d’ADN qui contiendra les instructions nécessaires à la production de l’ARN. Cela se fait généralement à l’aide de bactéries : nous transformons les bactéries avec de l’ADN plasmidique et, à mesure que les bactéries croissent et se multiplient, elles répliquent également ce matériel génétique, ce qui nous permet ensuite de l’extraire en beaucoup plus grande quantité.
Il existe également aujourd’hui des stratégies qui permettent de réaliser cette étape sans bactéries, grâce à des voies enzymatiques.
Une fois que nous avons obtenu l’ADN, nous réalisons la réaction proprement dite pour produire l’ARN, appelée transcription in vitro. Cette étape, ainsi que toutes les étapes suivantes, sont des procédés acellulaires — c’est ce qui les rend plus simples que la fabrication de virus, qui nécessite une culture cellulaire.
Pour la transcription in vitro, nous ajoutons l’ADN à l’enzyme qui va lire l’ADN et incorporer les nucléotides appropriés afin de synthétiser l’ARN souhaité. L’ARNm est ensuite purifié et, lors de la dernière étape, encapsulé dans des nanoparticules lipidiques au moyen d’une formulation conçue pour préserver la particule aussi longtemps que possible.
Super, merci. En plus de ton travail sur le projet de séquençage de bout en bout financé par D2R, tu participes également au projet PATH RNA Cooperative financé par la Fondation Gates. Quel est le rôle de ton laboratoire dans ce projet ?
Dans le cadre de ce projet, plusieurs plateformes soutenues par D2R font partie d’une coopérative de recherche sur l’ARN créée pour soutenir des instituts partenaires au Sénégal, en Afrique du Sud et en Indonésie. Le rôle de notre laboratoire consiste à développer et à fournir des protocoles de biofabrication aux chercheurs de ces instituts, dans le cadre d’un transfert de technologie.
Cela comprend notamment des procédés comme l’amplification d’ADN synthétique ou encore des protocoles de production d’ARN et d’encapsulation dans des nanoparticules lipidiques. Je travaille sur ces protocoles en comparant différents réactifs et en optimisant les différentes étapes. L’objectif est que ces instituts partenaires deviennent autonomes dans la production de tout produit thérapeutique à base d’ARN dont ils pourraient avoir besoin.
De plus, nos partenaires disposent de beaucoup d’informations que nous n’avons pas ici. Par exemple, au Sénégal, à l’Institut Pasteur de Dakar, ils possèdent énormément de données sur la surveillance des maladies auxquelles nous n’avons pas accès ici, à McGill.
On dirait vraiment que tu acquiers une excellente expérience, non seulement en réalisant des travaux de recherche, mais aussi en participant à ces projets collaboratifs. Est-ce que cela influence la façon dont tu envisages ta future carrière ?
Oui, j’arrive vers la fin de mon doctorat, alors j’ai beaucoup réfléchi à ce qui vient ensuite. Plus j’ai l’occasion de participer à ce type de projets, plus je m’intéresse à l’idée de me tourner vers l’industrie comme prochaine étape de ma carrière, afin de participer directement à la fabrication et au développement de produits thérapeutiques à base d’ARN !
C’est formidable ! L’un des objectifs de D2R est de contribuer au développement d’une main-d’œuvre canadienne spécialisée dans le domaine des produits thérapeutiques à base d’ARN. Y a-t-il quelque chose à propos de toi, en dehors du laboratoire, que tu aimerais que la communauté D2R sache ?
En dehors de la recherche, il y a principalement deux choses auxquelles je consacre mon temps. Depuis que je suis arrivée à Montréal, je fais du bénévolat auprès d’un groupe de sauvetage animalier, où j’accueille temporairement des chats. Je continue à le faire de temps en temps, parce que j’ai fini par adopter l’un des chats que j’avais accueillis. Je ne peux donc pas toujours en accueillir de nouveaux sans qu’elle commence à s’impatienter !
J’ai également commencé à faire du crochet et du tricot pendant mon doctorat, et c’est devenu un passe-temps assez sérieux. Je trouve très satisfaisant d’avoir un petit projet auquel je peux réfléchir et que je peux mener à terme. C’est bien d’avoir de petits projets qui permettent de connaître des réussites en parallèle des défis d’un doctorat !
Cette conversation avec Anthony Van Kessel, responsable du programme de formation de D2R, a été révisée pour en réduire la longueur et en améliorer la clarté.
