Pionnier du diagnostic à haute résolution

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Gregor Weiss étudie les processus entre les cellules à l’aide de la cryo-t

Gregor Weiss étudie les processus entre les cellules à l’aide de la cryo-tomographie électronique.

Gregor Weiss a montré comment le corps évite les infections urinaires grâce à une microscopie de pointe. Il veut maintenant rendre cette méthode de recherche fondamentale utilisable pour l’analyse d’échantillons de patients - et reçoit pour cela le prix Lopez-Loreta.

Gregor Weiss étudie la manière dont les bactéries et les cellules humaines interagissent. De telles interactions sont par exemple importantes dans le cas des infections urinaires. Lorsque des bactéries intestinales pénètrent dans l’appareil urinaire depuis l’extérieur, elles s’attachent aux cellules de l’urètre, de l’uretère ou de la vessie avec leurs prolongements filamenteux, les pili, et déclenchent ainsi des inflammations douloureuses.

Weiss est biologiste structurel. Il s’intéresse aux composants et aux mécanismes moléculaires qui confèrent aux cellules leurs capacités spécifiques. Il en obtient un aperçu grâce à une méthode de microscopie à haute résolution qui le fascine au plus haut point : la cryo-tomographie électronique (cryo-ET). Les échantillons ne sont pas modifiés chimiquement, mais rapidement congelés dans leur état naturel. "Cela permet de visualiser des structures cellulaires intactes avec un niveau de détail sans précédent", s’enthousiasme-t-il.

Construire des ponts entre la biologie et la clinique

Dans le cadre de sa thèse de doctorat, Weiss a étudié l’uromoduline, une protéine présente dans l’urine, dont on savait seulement qu’elle pouvait protéger les voies urinaires contre les infections. Afin d’obtenir régulièrement des échantillons d’urine fraîche de ses patients, il a mis en place une collaboration avec l’hôpital pédiatrique de Zurich. Avec d’autres chercheurs, Weiss a réussi, grâce à la cryo-ET, à décrire pour la première fois la structure de l’uromoduline et à élucider le mécanisme par lequel la protéine se défend contre les bactéries intestinales dans les voies urinaires.

Dans une publication très remarquée dans Science, il a montré que l’uromoduline forme de longues chaînes qui se lient aux pili et s’enroulent autour des bactéries. Les agents pathogènes ne peuvent alors plus se fixer aux cellules du tractus urinaire et sont éliminés dans l’urine.

Unaperçu plus profond pour le diagnostic

Le travail est doublement pertinent : D’une part, les résultats ont fourni des points de départ possibles pour le traitement sans antibiotiques et la prévention des infections urinaires douloureuses - d’innombrables patients en profiteraient. D’autre part, Weiss a démontré de manière impressionnante le potentiel de la cryo-ET pour le diagnostic clinique. Grâce à sa résolution plus élevée, ce procédé moderne offre un aperçu bien plus profond de la structure cellulaire que les instruments cliniques établis.

En automne 2020, Weiss a reçu la médaille de l’ETH pour sa thèse de doctorat. En 2021, il a été honoré par le Prix Schläfli de l’Académie suisse des sciences naturelles. Il a décidé de poursuivre ses recherches et de rendre la cryo-ET utilisable à l’avenir pour l’analyse d’échantillons cliniques de patients, par exemple de biopsies. Pour son projet prometteur, Gregor Weiss reçoit maintenant le prix Lopez-Loreta de cette année.

Établir son propre groupe

"La science est toujours un travail d’équipe", dit Weiss. Il a eu la grande chance de rencontrer des mentors, des collègues et des partenaires de collaboration formidables. "Seul, on ne peut pas avancer dans la recherche moderne".

Depuis quelques mois, Weiss met en place sa propre équipe de recherche, qui est un sous-groupe du laboratoire de son directeur de thèse, le professeur de l’ETH Martin Pilhofer. Deux premières doctorantes, qui partagent sa fascination pour la cryo-ET à haute résolution, ont déjà rejoint l’équipe.

Et cela tombe bien. En effet, des bactéries uropathogènes ont également été observées à l’intérieur des cellules de l’appareil urinaire. "Elles y sont bien protégées des défenses de l’organisme et des antibiotiques, ce qui favorise les infections récurrentes des voies urinaires", explique Weiss. Son groupe veut découvrir comment les bactéries peuvent s’implanter dans nos cellules.

Le prix Lopez-Loreta va l’y aider. Avec le prix d’un million d’euros, Weiss veut compléter son équipe et approfondir les collaborations avec des partenaires cliniques. Pour ce faire, il souhaite continuer à sortir des sentiers battus et à construire des ponts.

Prix Lopez-Loreta

Le prix créé par la "Fondation Jean-----Jacques et Felicia Lopez-----Loreta pour excellence académique" récompense chaque année d’excellents diplômés de l’ETH-----. Les lauréats du prix Lopez-Loreta reçoivent un million d’euros pour réaliser leurs propres projets de recherche----- ou d’innovation. La remise du prix a lieu dans le cadre de la Journée de l’ETH.

En savoir plus sur le prix Lopez-Loreta


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