The essence of being human is that we solve problems. And when we're faced with enormous problems like disease and climate change, we need to solve them by collaboration.
Résoudre des problèmes fait partie de l’essence de l’être humain. Face à des problèmes monumentaux, comme la maladie ou le changement climatique, leur résolution passe nécessairement par la collaboration.
I'm excited to tell you about a new kind of collaboration that will absolutely create solutions to these big problems. It's a collaboration that's unexpected because it's between humans and the tiniest organisms that populate our planet: the bacteria and other microbes that live in, on and around us.
J’ai hâte de vous parler d’une nouvelle forme de collaboration qui va créer des solutions à ces problèmes épineux. C’est une collaboration inattendue car elle se passe entre les humains et les organismes les plus petits peuplant notre planète : les bactéries et autres microbes vivant en nous et dans notre environnement.
Bacteria may be small and unseen, but they often have inspired transformative innovations, including the one that has become the cornerstone of my own research. Over the past decade, I've been at the forefront of developing a revolutionary technology called CRISPR that has come from the study of how bacteria fight viral infection. CRISPR is amazing because it allows us to precisely edit the DNA in living organisms, including in people and plants. With CRISPR, we can change, remove or replace the genes that govern the function of cells. This means that we now have the ability to use CRISPR like a word processor to find, cut and paste text.
Les bactéries sont certes petites et invisibles, mais elles ont souvent inspiré des innovations transformatrices, dont celle qui est devenue la pierre angulaire de mes recherches. Ces dix dernières années, je suis à l’avant-garde du développement d’une technologie révolutionnaire appelée CRISPR, née d’une étude sur les mécanismes des bactéries pour combattre les infections virales. CRISPR est extraordinaire car il nous permet d’éditer précisément l’ADN dans les organismes vivants, dont les personnes et les plantes. Avec CRISPR, nous pouvons changer, retirer ou remplacer des gènes qui gouvernent la fonction des cellules. Autrement dit, nous pouvons utiliser CRISPR comme un traitement de texte pour trouver, couper et coller du texte.
CRISPR, amazingly, has already cured people of devastating disorders
CRISPR a déjà guéri - miraculeusement oserais-je dire -
like sickle cell disease, and it's created rice plants that are resistant to both diseases and drought. Incredible, right? But the next world-changing advance with CRISPR will actually come from using it in a way that will allow us to go to the next level by editing genes beyond just in individual organisms. We now have the ability to use CRISPR to edit entire populations of tiny microbes, called microbiomes, that live in and on our bodies.
des personnes avec des troubles dévastateurs, comme la drépanocytose, et a aussi créé des espèces de riz résistantes à la maladie et à la sécheresse. C’est incroyable, n’est-ce pas ? Mais la prochaine avancée de rupture avec CRISPR va provenir de l’usage particulier que l’on en fera et qui nous permettra d’aller à l’étape suivante, en éditant des gènes au-delà des organismes individuels. Nous pouvons désormais utiliser CRISPR pour éditer des populations entières de microbes minuscules, les microbiotes, qui vivent dans et sur notre corps.
For decades, scientists studied bacteria one organism at a time, as if each type of bacteria behaved independently. But we now know that bacterial behaviors, both good and bad, result from their interactions within complex microbiomes. In humans, dysfunctional gut microbiomes are associated with diseases as diverse as Alzheimer's and asthma. And in farm animals, microbiomes produce methane, a powerful contributor to climate change. But when they're healthy, both human and animal microbiomes can actually prevent disease and reduce methane emissions. So to harness these benefits, we need a way to precisely and reproducibly control these microbial communities.
Les scientifiques ont toujours étudié les bactéries une par une, comme si chaque bactérie se comportait indépendamment. Mais nous savons aujourd’hui que le comportement des bactéries, bon ou mauvais, est le résultat de leurs interactions au sein de la complexité du microbiote. Chez les humains, un microbiote intestinal dysfonctionnel est associé avec des maladies aussi variées qu’Alzheimer et l’asthme. Chez les animaux de ferme, le microbiote produit du méthane, un facteur majeur dans le changement climatique. Mais en bonne santé, les microbiotes humains et des animaux peuvent prévenir les maladies et réduire les émissions de méthane. Pour catalyser ces bénéfices, il convient de contrôler précisément et de façon reproductible les communautés microbiennes.
So why have microbiomes been difficult to control in the past? It turns out that microbiomes are very complex, and they're difficult to manipulate. Antibiotics affect the entire microbiome and their overuse can lead to drug resistance. Diet and probiotics are nonspecific and they're often ineffective. Fecal transplants face various challenges to both effectiveness and acceptance.
Pourquoi les microbiotes sont-ils difficilement contrôlables ? En fait, ils sont très complexes et très difficiles à manipuler. Les antibiotiques affectent tout le microbiote et leur surutilisation mène à une résistance aux médicaments. Les régimes et les probiotiques sont non spécifiques et souvent sans effet. Les transplantations fécales ont leurs propres défis
(Laughter)
en termes d’efficacité et d’acceptation.
(Rires)
But with CRISPR, we have a tool that works like a scalpel. It allows us to target a particular gene in a particular kind of cell. With CRISPR, we can change one kind of bacterium without affecting all the others.
Mais avec CRISPR, nous avons un outil qui travaille au scalpel. Ça nous permet de cibler un gène précis dans un type particulier de cellules. Nous pouvons ainsi changer une espèce de bactéries sans affecter les autres.
Another challenge is that less than one percent of the world’s microbial species have been grown and studied in the lab. Fortunately, we can now access the other 99 percent due to the pioneering research of my colleague, Jill Banfield, and her breakthrough technology, metagenomics, which is a tool that allows us to figure out what species are present and what they're doing in a microbial community. Metagenomics creates a detailed blueprint of a complex microbiome, and that means that we can use it to figure out how to use gene editing tools in the right gene, in the right organism.
Un autre défi est que moins de 1 % des espèces microbiennes ont été cultivées et étudiées in vitro. Heureusement, nous avons désormais accès aux 99 % restants grâce à la recherche pionnière de ma collègue, Jill Banfield, et de sa technologie révolutionnaire, la métagénomique, un outil qui permet de déterminer quelles espèces sont présentes et ce qu’elles font au sein de la communauté microbienne. La métagénomique dessine un plan détaillé d’un microbiote complexe. Cela signifie que nous pouvons l’utiliser pour comprendre comment utiliser nos outils d’édition des gènes, dans les bons gènes, dans le bon organisme.
You might be wondering how we can take this new knowledge and harness it to solve real world problems. Well, we're bringing together these two breakthrough technologies, metagenomics and CRISPR, to create a brand new field of science called precision microbiome editing. This will allow us to discover links between dysfunctional microbiomes and disease or greenhouse gas emissions. We can develop modified and improved microbiome editors and show that they're safe and effective. And we can then begin to deploy these optimized solutions to create the kinds of solutions that will be transformative in the future.
On peut se demander comment utiliser ce nouveau savoir et le canaliser pour résoudre des problèmes dans la vraie vie. Eh bien, nous combinons ces deux technologies révolutionnaires, la métagénomique et CRISPR, pour créer une nouvelle discipline scientifique l’édition de précision du microbiome. Cela nous conduira à découvrir des liens entre les microbiotes dysfonctionnels et les maladies ou les émissions de gaz à effet de serre. On peut modifier et améliorer des éditeurs de microbiotes pour démontrer leur innocuité et leur efficacité. Et nous pouvons enfin déployer ces solutions optimisées pour créer des solutions qui s’avéreront transformatives à l’avenir.
So how does this affect our health and the health of our planet? We know the poorest countries and people are the most affected by climate change, and it's a problem created by the wealthiest people. And methane is a big part of the problem. It's been a major contributor to rising global temperatures since preindustrial times. Specific microbiome compositions in livestock can actually reduce methane emissions by up to 80 percent. But doing that today currently requires daily interventions at enormous expense, and it just doesn't scale.
Comment cela influence-t-il notre santé et celle de notre planète ? Les pays et les personnes les plus pauvres sont les plus touchées par le changement climatique. Et les plus riches en sont la cause. Le méthane est une grande partie de l’équation. C’est un facteur majeur à l’origine de la hausse des températures depuis l’époque préindustrielle. Des compositions spécifiques du microbiote dans les cheptels peut réduire de 80% leurs émissions de méthane. Mais cela nécessite encore des interventions quotidiennes et des dépenses importantes. Ce n’est pas rentable.
But with precision microbiome editing, we have an opportunity to modify a calf's microbiome at birth, limiting that animal's impact on the climate for its entire lifetime. And this is beneficial for farmers because reduced methane production means more efficient conversion of feed into food. Importantly, these tools can be used in the future to reduce methane emissions from other sources, like landfills, wastewater and rice paddies. Ultimately, microbiomes generate up to two-thirds of all of the methane emissions globally. So our technology could really move the needle in our fight against climate change.
Mais l’édition de précision des microbiotes nous donne la chance de modifier ceux-ci chez les veaux à la naissance, limitant l’impact des animaux sur le climat durant toute leur vie. Cela représente un bénéfice pour les fermiers car la diminution de la production de méthane entraîne une conversion plus efficace de l’alimentation des animaux en aliment. Ce qui est important, c’est que ces outils pourront être utilisés pour réduire les émissions de méthane d’autres sources, comme les décharges, les eaux usagées ou les champs de riz. Au final, les microbiotes génèrent jusqu’à deux-tiers des émissions de méthane dans le monde. Notre technologie peut donc réellement changer la donne dans notre combat contre le changement climatique.
In human health, asthma affects up to 300 million people around the world, a number that grows by 50 percent each decade, and it disproportionately affects lower-income children. Our team has identified a promising link between a molecule produced in the gut microbiome and asthma development. With precision microbiome editing, we could offer a child at risk for asthma a noninvasive therapy that would eliminate asthma-inducing molecules, changing her life trajectory. And what's really exciting is that these same approaches in the future could help us treat or even prevent human diseases that are linked to the gut microbiome, including obesity, diabetes and Alzheimer's.
Dans la santé humaine, l’asthme touche plus de 300 millions de personnes dans le monde. Et ce nombre ne cesse de grandir, 50% chaque décennie. Or cette maladie affecte lourdement les enfants de familles à bas revenus. Notre équipe a identifié un lien prometteur entre une molécule produite dans le microbiote intestinal et le développement de l’asthme. L’édition de précision du microbiote offre la chance aux enfants à risque d’obtenir une thérapie non invasive, capable d’éliminer les molécules qui provoquent l’asthme, modifiant ainsi leur trajectoire de vie. Le plus enthousiasmant, c’est que les mêmes approches à l’avenir nous permettront de soigner ou prévenir des maladies chez l’Homme qui sont liées au microbiote intestinal, notamment l’obésité, le diabète et la maladie d’Alzheimer.
I think it’s fascinating that we can now use CRISPR to edit the same tiny organisms that gave us CRISPR. In doing so, we’re collaborating with the ultimate partner: nature. Together, we can use CRISPR-powered precision microbiome editing to build a more resilient future for all of us.
Je trouve fascinant que nous puissions désormais utiliser CRISPR pour éditer les mêmes organismes minuscules qui nous ont offert CRISPR, car il s’agit d’une collaboration avec notre partenaire ultime : la nature. Ensemble, nous pouvons éditer précisément le microbiote avec CRISPR pour développer un avenir plus résilient pour nous tous.
Thank you very much.
Merci.
(Applause)
(Applaudissements)