Au profit de la société : enquêter sur les agents pathogènes et leurs cycles de vie

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Pathogens Illustration

Illustration des agents pathogènes

AVEC Desmond Edwards, senior, a une curiosité insatiable pour le fonctionnement du corps humain et comment les maladies l’empêchent de fonctionner.

Desmond Edwards était un petit enfant lorsqu’il a entendu parler pour la première fois de la fièvre typhoïde. Heureusement, il n’avait pas la maladie. Il regardait un dessin animé annonce de santé publique. Le dessin animé, produit par l’Organisation panaméricaine de la santé, a été conçu pour sensibiliser les habitants de son pays d’origine, la Jamaïque, à l’importance de la vaccination contre des maladies comme la typhoïde. Le personnage typhoïde du dessin animé était si désagréable qu’il en faisait des cauchemars.

Edwards a eu sa juste part de visites à l’hôpital tout au long de son enfance. Mais, ses propres luttes contre les infections et les maladies, et ces cauchemars de dessins animés typhoïdes, sont devenus son inspiration pour poursuivre une carrière dans l’étude des maladies humaines. À l’âge de 6 ans, Edwards menait des expériences impromptues de bicarbonate de soude dans des récipients à paillettes réutilisés dans sa cuisine. Aujourd’hui, il est senior au MIT, spécialisé en biologie et génie biologique, grâce à une équipe de mentors dévoués et une curiosité insatiable sur le fonctionnement du corps humain – ou, plus précisément, sur la façon dont les maladies l’empêchent de fonctionner.

Trouver une voie dans la recherche

Edwards savait qu’il voulait faire de la recherche, mais il a dit qu’il supposait que c’était quelque chose que vous faisiez après avoir obtenu votre diplôme. Imaginez donc sa surprise en arrivant au MIT en 2018 et en rencontrant des camarades de classe qui non seulement avaient fait des recherches, mais avaient déjà des publications. Réalisant qu’il pouvait relancer sa carrière, il a cherché des opportunités de recherche et s’est inscrit au cours de biologie 7.102 (Introduction aux techniques de biologie moléculaire) pour sa période d’activités indépendantes de première année. Le cours était spécifiquement destiné aux étudiants de première année comme lui sans expérience en laboratoire.

Desmond Edwards

Desmond Edwards, senior du MIT, se spécialise en biologie et en bio-ingénierie et étudie le cycle de vie intracellulaire des agents pathogènes pathogènes tout en poursuivant des activités parascolaires axées sur l’enseignement des sciences et la sensibilisation de diverses communautés. Crédit : Steph Stevens

“C’était un excellent premier aperçu de la façon dont la recherche est effectuée”, a déclaré Edwards à propos de la classe. Les élèves ont prélevé des échantillons d’eau de la rivière Charles et devaient identifier les souches de bactéries trouvées dans ces échantillons à l’aide de diverses techniques biologiques. Ils ont examiné les bactéries au microscope. Ils ont examiné comment les échantillons métabolisaient différentes sources de carbone et déterminé s’ils pouvaient être colorés par différents colorants. Ils ont même pu essayer le séquençage génétique de base. « Nous savions par où nous commencions. Et nous connaissions l’objectif final », déclare Edwards. L’entre-deux dépendait d’eux.

La classe 7.102 est enseignée par Mandana Sassanfar, conférencière en biologie et directrice du département de la diversité et de la vulgarisation scientifique. Pour Sassanfar, la classe est aussi l’occasion de trouver des stages en laboratoire pour les étudiants. Dans le cas d’Edwards, elle l’a littéralement conduit au laboratoire du professeur adjoint Becky Lamason, marchant avec lui un soir pour rencontrer un postdoctorant, Jon McGinn, pour parler du laboratoire et des opportunités là-bas. Après qu’Edwards ait exprimé son intérêt à Lamason, elle a répondu dans les 30 minutes. McGinn a même fait un suivi pour répondre à toutes les questions en suspens.

«Je pense que c’est vraiment ce qui l’a poussé à bout», dit-il à propos de sa décision de prendre un poste dans le laboratoire Lamason. « J’ai vu qu’ils étaient intéressés non seulement à m’avoir comme personne pour les aider à faire des recherches, mais aussi à mon développement personnel. »

Aux confins des cellules et des disciplines

Le laboratoire Lamason étudie le cycle de vie de deux agents pathogènes différents, essayant de comprendre comment les bactéries se déplacent entre les cellules. Edwards s’est concentré sur Rickettsia parkeri, un agent pathogène transmis par les tiques qui est responsable de la fièvre pourprée. Ce type de Rickettsia est ce que les biologistes appellent un agent pathogène intracellulaire obligatoire, ce qui signifie qu’il réside dans les cellules et ne peut survivre que lorsqu’il se trouve dans un hôte. “J’aime appeler ça un virus glorifié”, plaisante Edwards.

Edwards s’enthousiasme pour décrire les différentes manières dont R. Parkeri peut déjouer son hôte infecté. Il a évolué pour échapper au phagosome de la cellule, le petit sac liquide qui se forme à partir de la membrane cellulaire et engloutit les organismes comme les bactéries qui constituent une menace. Une fois qu’il dépasse le phagosome et pénètre dans la cellule, il prend le contrôle de la machinerie cellulaire, tout comme un virus. À ce stade du cycle de vie, une bactérie se répliquera généralement tellement de fois que la cellule infectée éclatera et que l’agent pathogène se propagera largement. R. Parkeri, cependant, peut également se propager aux cellules non infectées directement à travers la membrane où deux cellules se touchent. En ne provoquant pas l’éclatement d’une cellule, la bactérie peut se propager sans alerter l’hôte de sa présence.

« Du point de vue de la maladie, c’est extrêmement intéressant », déclare Edwards. « Si vous ne quittez pas la cellule ou n’êtes pas détecté, vous ne voyez pas d’anticorps. Vous ne voyez pas les cellules immunitaires. Il est très difficile d’obtenir cette réponse immunitaire standard.

Pendant son séjour au laboratoire, Edwards a travaillé sur divers projets liés à Rickettsia, y compris le développement d’outils génétiques pour étudier l’agent pathogène et l’examen des gènes potentiels qui pourraient être importants dans son cycle de vie. Ses projets se situent à l’intersection de la biologie et du génie biologique.

«Pour moi, je vis en quelque sorte entre ces espaces», explique Edwards. « Je suis extrêmement intéressé à comprendre les mécanismes qui sous-tendent toute la biologie. Mais je ne veux pas seulement comprendre ces systèmes. Je veux aussi les concevoir et les appliquer d’une manière qui puisse être bénéfique pour la société.

La science pour la société

L’année dernière, Edwards a remporté le prix Whitehead du département de biologie, récompensant les étudiants présentant « une promesse exceptionnelle pour une carrière dans la recherche biologique ». Mais ses activités parascolaires ont été davantage motivées par son désir d’appliquer la science pour des avantages sociaux tangibles.

« Comment prenez-vous la science que vous avez menée en laboratoire, dans différents contextes de recherche, et traduisez-la de manière à ce que le public en bénéficie réellement ? » il demande.

L’enseignement des sciences est particulièrement important pour Edwards, étant donné les opportunités éducatives qui lui ont été offertes pour l’aider à se rendre au MIT. En tant que lycéen, Edwards a participé à une initiative de la Fondation des sciences des Caraïbes appelée Programme étudiant pour l’innovation en science et en ingénierie. SPISE, comme on l’appelle, est conçu pour encourager et soutenir les étudiants caribéens intéressés par une carrière dans les domaines des STIM. Le programme est calqué sur le programme Minority Introduction to Engineering and Science (MITES) du MIT. Le cardinal Warde, professeur de génie électrique, est lui-même originaire des Caraïbes et est directeur de faculté pour MITES et SPISE.

« Cette expérience m’a non seulement en quelque sorte ouvert les yeux sur ce qui était disponible, ce qui était dans le domaine des possibilités, mais a également fourni une assistance pour accéder au MIT », déclare Edwards à propos de SPISE. Par exemple, le programme a aidé avec les candidatures à l’université et a travaillé avec lui pour obtenir un stage dans une entreprise de biotechnologie lorsqu’il a déménagé pour la première fois aux États-Unis.

« Si l’éducation faiblit, alors vous ne reconstituez pas le domaine de la science », soutient Edwards. « Vous n’excitez pas les jeunes générations et le public s’en moque. »

Edwards a également joué un rôle de premier plan au sein du MIT Biotechnology Group, un groupe d’étudiants à l’échelle du campus destiné à établir des liens entre la communauté du MIT et les leaders d’opinion de l’industrie, des affaires et du milieu universitaire. Pour Edwards, les industries biotechnologique et pharmaceutique jouent un rôle clair dans le traitement des maladies, et il savait qu’il voulait rejoindre le groupe avant même d’arriver au MIT. En 2019, il est devenu co-directeur de l’Initiative Industrie du Groupe Biotech, un programme axé sur la préparation des membres à des carrières dans l’industrie. En 2020, il est devenu président du premier cycle et, cette année, il est co-président de l’ensemble de l’organisation. Edwards parle avec fierté de ce que le groupe Biotech a accompli au cours de son mandat au conseil d’administration, soulignant qu’ils ont non seulement la plus grande cohorte jamais créée cette année, mais c’est aussi la première fois que le groupe est majoritairement de premier cycle.

D’une manière ou d’une autre, entre ses recherches et son travail de sensibilisation, Edwards trouve du temps jusqu’à la mineure en français, joue pour l’équipe de Quidditch et est co-président du conseil d’administration du cours 20, entre autres activités. C’est un exercice d’équilibre qu’Edwards a maîtrisé au cours de son séjour au MIT en raison de son enthousiasme et de son intérêt sincères pour tout ce qu’il fait.

« Je n’aime pas ne pas comprendre les choses », plaisante-t-il. “Cela s’applique à la science, mais cela s’étend aussi aux gens.”

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