Chaque lundi matin, plus d'une centaine de personnes se réunissent Giovanni Traverso Dans une salle de classe du Brigham and Women's Hospital de Boston. À manger pour tous, une heure de convivialité, et puis ça commence. Ingénieurs mécaniciens, biologistes, vétérinaires, médecins. Chacun apporte sa pierre à l'édifice. Un expert en cellules souches commente un projet de génie mécanique. Un ingénieur électricien remarque une faille dans un système d'administration de médicaments. Ils sont tous là pour la même raison : inventer de nouvelles façons d'administrer des médicaments au corps humain.
Bienvenue à LT4E dans Laboratoire d'ingénierie translationnelle, un endroit où les pilules se transforment en étoiles qui restent dans l'estomac pendant une semaine, et où les capsules s'inspirent des calmars pour injecter des drogues sans aiguilles. Vous ai-je assez embrouillé ? Pardonnez-moi : je vais clarifier. Commençons par Giovanni Traverso, dont j'ai parlé au début. Qui est-il ?
Le médecin qui n'a pas arrêté de guérir
Giovanni Traverso a 49 ans. Né à Cambridge, en Angleterre, il a grandi au Pérou, puis au Canada, avant de revenir en Angleterre. Son père était péruvien d'origine italienne et sa mère nicaraguayenne. À 14 ans, sa famille a déménagé à Toronto, au Canada, pour fuir les troubles politiques au Pérou. Au lycée, ayant terminé ses cours obligatoires plus tôt que prévu, il a suivi les conseils d'un professeur de chimie et s'est inscrit à un programme qui l'a conduit dans un laboratoire de génétique de l'Université de Toronto. Hôpital pour enfants malades de Toronto.
Là, il passe ses après-midi à cartographier le chromosome 7 et à apprendre des techniques de biologie moléculaire comme la PCR. C'est la période pionnière de la génomique, et Traverso tombe amoureux du processus scientifique: poser une question, concevoir une expérience, trouver une réponse.
Il décide d'étudier la médecine à Cambridge, mais en deuxième année, il effectue un stage d'été dans le laboratoire du cancérologue Bert Vogelstein un Johns Hopkins UniversityCe travail le fascinait tellement que Vogelstein lui proposa de rester pour un doctorat. Traverso accepta, mit sa médecine entre parenthèses et s'installa à Baltimore. Durant son doctorat, il développa une méthode permettant d'identifier les mutations du cancer du côlon dans des échantillons de selles. une technologie plus tard autorisée par Exact Sciences et est maintenant utilisé dans le test Cologuard. En 2003, pour ce travail, il a été ajouté à la liste TR35 des MIT, celui des 35 innovateurs de moins de 35 ans les plus prometteurs au monde.
Après son doctorat, il est retourné à Cambridge pour terminer ses études de médecine, puis a effectué trois années de pratique clinique au Royaume-Uni. Mais cela n'a pas suffi. en 2007 commence une résidence en médecine interne à Brigham and Women's Hospital de Boston et, en même temps, frappe à la porte de Robert Langer, professeur au MIT et pionnier de l'ingénierie des matériaux appliquée à la médecine. Traverso n'a aucune formation en génie chimique, mais il perçoit l'intérêt d'allier expertise clinique et science des matériaux. Langer l'accueille comme postdoctorant. À partir de ce moment, Traverso n’a cessé d’évoluer sur deux voies parallèles.:médecin qui visite les patients, ingénieur qui invente des appareils.
Un laboratoire qui fonctionne comme une startup (mais qui est une académie)
Aujourd'hui Giovanni Traverso est professeur associé de génie mécanique au MIT, gastro-entérologue à Brigham and Women's Hospital, membre associé de la Institut large. Et dirige, comme mentionné, le Laboratoire d'ingénierie translationnelle (L4TE), un groupe de plus de 100 personnes réparties entre le MIT, le Brigham, Broad Institute, le Koch Institute et The Engine, l'incubateur technologique de pointe du MIT. Le laboratoire est structuré autour de thématiques spécialisées : fabrication, bioanalyse et tests in vivo, avec des équipes dédiées et des vétérinaires internes. Un chercheur peut passer de la formulation biologique à la conception mécanique sans jamais quitter l’écosystème du laboratoire.S'il doit tester un prototype sur des animaux, le vétérinaire est là. S'il doit trouver comment obtenir l'approbation de la FDA, quelqu'un est là pour l'aider. Tout cela dans un même espace collaboratif.
Cette configuration élimine les mois d'attente entre les différentes équipes. Dans de nombreux laboratoires universitaires, les découvertes initiales sont développées en prototypes, puis transmises à d'autres groupes (parfois industriels, parfois cliniques) pour des tests avancés et la commercialisation. Dans le laboratoire de Giovanni Traverso, ces étapes sont compressées en un seul flux continuL'invention, le prototypage, les tests, l'itération et le retour clinique sont le fruit du travail d'une seule équipe interdisciplinaire. Ingénieurs et médecins y côtoient scientifiques des matériaux et microbiologistes.
N’importe quel jour, un chercheur peut commencer la matinée en discutant d’une étude animale avec un vétérinaire, passer l’après-midi à peaufiner une conception mécanique et terminer la soirée en réunion avec un expert en réglementation.
« Dans ce laboratoire, si vous voulez apprendre quelque chose, vous pouvez tout apprendre », dit-il. Troy Ziliang Kang, l'un des scientifiques du groupe. La culture d'entreprise repose sur la confiance mutuelle. Traverso connaît chaque membre de l'équipe par son nom et organise des entretiens individuels toutes les deux ou trois semaines. Pour un laboratoire de cette taille, réparti sur plusieurs sites, un tel niveau d'attention personnalisée est rare.
Capsules inspirées des calmars et pilules en forme d'étoile
Le groupe de Giovanni Traverso a développé une série de technologies qui semblent presque fantastiques, mais qui sont déjà en phase clinique avancée. La capsule en forme d'étoile, par exemple. Il est avalé comme une pilule normale, atteint l'estomac et s'ouvre en une structure en forme d'étoile qui l'ancre au tissu gastrique.Il libère les médicaments progressivement sur plusieurs jours ou semaines, puis se dissout et est excrété naturellement. Une version de cette technologie, dotée de rispéridone pour le traitement de la schizophrénie, a terminé les essais cliniques de phase 3 avec des résultats positifs. C'est le premier traitement oral à action prolongée pour cette pathologie.
Ensuite il y a la capsule inspirée des céphalopodes. Les calmars et les pieuvres se déplacent en remplissant d'eau leur cavité palléale, puis en l'expulsant rapidement par le siphon. Traverso et son équipe ont utilisé le même principe pour créer un capsule qui tire des jets de médicament Directement dans la paroi du tube digestif. Sans aiguilles. Juste une pression contrôlée. La capsule traverse l'estomac intacte, se dissout dans l'intestin et libère le médicament à l'aide de dioxyde de carbone comprimé ou de ressorts hélicoïdaux pour générer la poussée nécessaire.Dans les tests sur les animaux, cette technologie a administré de l'insuline et des agonistes des récepteurs GLP-1 avec la même efficacité que les injections sous-cutanées. Le système pourrait également fonctionner pour les thérapies à base d’ARN, les vaccins et les traitements contre l’obésité et le diabète.
Une autre invention du laboratoire est une capsule qui reste dans l'estomac pendant des mois et surveille en permanence la température interneChaque fois qu’une personne mange ou boit, sa température change légèrement. En mesurant ces micro-changements, la capsule enregistre les habitudes alimentaires avec une précision impossible avec des appareils externes ou l’auto-déclaration.. James McRae, qui a développé cette technologie au cours de son doctorat avec Traverso, affirme qu'elle pourrait offrir de nouvelles perspectives sur la façon dont des médicaments comme Ozempic et d'autres thérapies à base de GLP-1 modifient le comportement alimentaire. Dès le début du projet, McRae a collaboré avec des entreprises externes et des consultants réglementaires pour préparer les futurs essais cliniques sur l'homme.
Onze startups et une obsession pour les patients
Giovanni Traverso il a cofondé pas moins de 11 startups biotechnologiques pour faire sortir ses inventions du laboratoire. Certaines répondent à des enjeux de santé mondiale, comme le développement d'équipements de protection individuelle plus durables pour le personnel soignant. D'autres se concentrent sur les maladies chroniques nécessitant des doses constantes : VIH, schizophrénie, diabète.
Lyndra Thérapeutique, fondée en 2015 avec Robert Langer et d'autres, a levé plus de 305 millions de dollars et mène des essais cliniques sur sa pilule hebdomadaire contre la schizophrénie. Son Bio travaille sur les technologies d'administration ultra-rapide de thérapies dans le tractus gastro-intestinal. Systèmes Celero développe un dispositif ingérable pour détecter les surdoses d’opioïdes. Vivtex traite des systèmes d'administration de médicaments par voie orale. Syntis Bio, fondée en 2022, travaille sur un polymère oral qui recouvre l'estomac et d'autres organes, modifiant la façon dont les médicaments sont absorbés ou les hormones activées.
Mais Traverso ne considère pas ces entreprises comme des retombées académiques. Il les voit plutôt comme des prolongements naturels des travaux de son laboratoire. « Notre activité s'inscrit dans une continuité », explique-t-il. Les projets sont comme les enfants : ils naissent, ils sont nourris et finalement ils sont envoyés dans le monde pour grandir et aider les gens.. Matt Murphy, ingénieur en mécanique qui gère l'un des principaux espaces de fabrication du laboratoire, affirme avoir acquis une « expérience de niveau doctorat en travaillant ici pendant quatre ans ». Il se prépare maintenant à lancer une start-up avec l'un des postdoctorants de Traverso.
Échouez bien, échouez vite, passez à autre chose
La philosophie de Traverso est simple : échouer bien, échouer vite, passer à autre chose. « La plupart des projets sur lesquels j'ai travaillé ont échoué », dit-il. « Mais tout dépend de la façon dont on définit l'échec. » Même si une hypothèse ne fonctionne pas comme prévu, le processus lui-même a de la valeur.C'est pourquoi il encourage les étudiants et les postdoctorants à s'attaquer à des problèmes importants et incertains, sachant qu'une impasse n'est pas la fin d'une carrière mais simplement une opportunité de mieux relever le prochain défi.
James McRae Il se souvient d'une époque où un programme majeur, en préparation depuis deux ou trois ans, a soudainement changé d'orientation suite à un changement de priorités du sponsor. L'équipe préparait un dispositif pour des tests de sécurité sur l'homme, et soudain, cet objectif n'était plus d'actualité. Au lieu de tout laisser tomber, Traverso a poussé le groupe à « renouer avec la créativité » et à explorer de nouvelles pistes. Ce changement a donné naissance aux travaux de McRae sur un système autonome d'administration de médicaments : le patient avale deux capsules qui interagissent dans l'estomac. Lorsqu'une capsule de détection détecte un signal anormal, elle ordonne à une seconde capsule de libérer un médicament.
« Il dit souvent qu’il s’efforce de ne pas perdre de temps », dit-elle. Kimberley Biggs, postdoctorant au laboratoire. « Le temps est une chose qu'on ne peut pas racheter. On ne peut pas économiser du temps pour plus tard. » Quand les choses ne fonctionnent pas, Traverso demande à ses étudiants de comprendre pourquoi. Est-ce de la biologie ? De la science des matériaux ? De la mécanique ? Il est obsédé par l'amélioration.
Biggs travaille sur un projet financé par le La Fondation GatesStabiliser les bactéries thérapeutiques pour la santé néonatale et féminine afin qu'elles restent efficaces sans réfrigération. Biochimiste de formation, elle n'avait jamais travaillé sur des dispositifs avant de rejoindre le laboratoire, mais elle a collaboré étroitement avec l'équipe de fabrication mécanique pour intégrer sa thérapie bactérienne (pour des affections telles que la vaginose bactérienne et les infections urinaires récurrentes) dans un anneau intravaginal à libération progressive.
En 2024, l'équipe de Traverso a reçu 65,6 millions de dollars par 'Agence des projets de recherche avancée pour la santé (ARPA-H) pour développer des dispositifs ingérables qui pourraient administrer des thérapies à base d'ARNm par voie orale.
Le projet quinquennal vise également à développer «électroceutiques« Une nouvelle forme de thérapie ingérable basée sur la stimulation électrique des hormones et de la signalisation neuronale. Si elle s'avère efficace, cette approche pourrait déboucher sur de nouveaux traitements pour les troubles métaboliques. »
Giovanni Traverso, ou : la mesure du succès n'est pas la complexité : c'est l'efficacité
Traverso maintient toujours une pratique clinique à Brigham and Women's Hospital, participant au service de consultation de gastroentérologie plusieurs semaines par an. Rester en contact avec les patients permet de clarifier les problèmes et de déterminer les énigmes à résoudre en laboratoire.
« De nombreux défis nous attendent, et je privilégie les domaines qui offrent une solution utile à court terme », explique-t-il. Pour Traverso, la mesure du succès ne réside pas dans la complexité de l'ingénierie, mais dans l'efficacité du résultat. L’objectif est toujours une thérapie qui fonctionne pour les personnes qui en ont besoin, où qu’elles soient..
Un projet de laboratoire récent est particulièrement intéressant : il porte sur les pâtes. Dirigé par le doctorant. Jack Chen, le projet comprend l’utilisation de l’IA générative pour concevoir de nouvelles formes de pâtes «mutaforme» avec une adhérence supérieure à la sauce. Chen et ses collaborateurs (des chefs cuisiniers aux experts en dynamique des fluides) appliquent à cette recherche la même rigueur analytique que leurs homologues plus « sérieux ».
C'est une œuvre ludique, mais aussi un microcosme de la culture du laboratoire : interdisciplinaire jusqu'au bout, n'ayant pas peur de franchir les frontières et ancrée dans la conviction de Traverso que les bonnes idées méritent d'être testées, même si elles échouent.
Dans ses cours au MIT, comme Ingénierie translationnelleGiovanni Traverso invite des experts de la FDA, d'hôpitaux et de startups à discuter des défis liés à l'introduction des technologies médicales dans le monde. « Il nous a fait profiter de son réseau », explique Murphy, qui a suivi la formation tout en travaillant au laboratoire. « Maintenant que je lance une startup, je peux contacter ces personnes. » L'esprit de collaboration au laboratoire est tel que chacun souhaite partager ses connaissances. « Si vous rencontrez un problème dans un domaine où vous avez des connaissances limitées, il y a de fortes chances qu'un autre membre du laboratoire possède cette expérience et soit ravi de vous aider. »
« Je dirais que la plupart des projets auxquels j'ai participé ont échoué », répète Traverso. « Mais je pense que cela dépend de la définition que l'on donne à l'échec. » L'échec n'est pas la fin, c'est juste une information.
Et au Laboratoire d’ingénierie translationnelle, la pierre angulaire du futur est déjà en place : l’information est la monnaie qui compte le plus.
