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Edition du 06 Octobre 2023
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Edito
La stimulation cérébrale par ondes ouvre-elle la voie au « cerveau augmenté » ?
Depuis quelques mois les avancées et découvertes concernant les immenses potentialités de la stimulation cérébrale se succèdent et ouvrent de nouveaux espoirs thérapeutiques pour de multiples maladies neurologiques et troubles du cerveau. Mais au-delà de ces nouveaux traitements prometteurs qui commencent à bénéficier aux malades, ces outils de stimulation cérébrale profonde semblent également en mesure de modifier et d'améliorer de manière ciblée certaines fonctions cognitives altérées par l'âge ou la maladie.
Une étude américaine publiée en février dernier a montré qu’un nouvel outil utilisant des faisceaux d’ultrasons, baptisé Exablate Neuro, permettait d’améliorer les symptômes de la maladie de Parkinson de manière non invasive et sans anesthésie ni hospitalisation (Voir University of Maryland). Cette pathologie du cerveau affecte les cellules cérébrales ou les neurones d'une zone spécifique du cerveau qui produisent la dopamine. Les symptômes se traduisent notamment par des tremblements, de la raideur et des difficultés d'équilibre et de coordination. Jusqu'à présent, les techniques de stimulation cérébrale profonde utilisées pour traiter cette maladie passaient par une neurochirurgie visant à insérer des électrodes à travers deux petites ouvertures dans le crâne. Mais cet acte n'est pas dénué de risques d'effets secondaires graves, notamment une hémorragie cérébrale et une infection. Mais dans le cadre de cet essai, les chercheurs ont testé une technique moins invasive basée sur des ultrasons.
L'échographie focalisée présente l'avantage majeur d'être une procédure non-invasive, réalisée sans anesthésie ni hospitalisation. Les patients restent toujours conscients et sont allongés dans un scanner d'imagerie par résonance magnétique (IRM), équipé d'un casque transducteur. Le faisceau d'ultrasons est ciblé à travers le crâne vers le globus pallidus, une structure profonde dans le cerveau qui aide à contrôler les mouvements volontaires réguliers. Grâce aux images IRM, les médecins peuvent disposer d'une carte de température en temps réel de la zone traitée, pour localiser précisément la cible et appliquer la température adéquate pour la détruire. Pendant toute l'intervention, le patient reste éveillé et peut faire part aux médecins de ses sensations, ce qui leur permet de réaliser les ajustements nécessaires.
Dans leur étude, les chercheurs de l'Université du Maryland (UMSOM) ont réparti au hasard 94 patients atteints de la maladie de Parkinson dans deux groupes. Le premier groupe, comportant 69 patients, a réellement bénéficié de cette thérapie par ultrasons capable de cibler une zone très ciblée d’un côté du cerveau contrôlant le côté de leur corps où les symptômes étaient les plus graves. L’autre groupe, regroupant 25 patients, a eu droit à une procédure fictive. Résultat : les patients du premier groupe ont pu constater une régression immédiate de leurs symptômes, contrairement au groupe-témoin.
Toujours en février dernier, des chercheurs américains de l’Université Washington à Saint-Louis ont réussi à provoquer une hibernation chez une souris, en ciblant un faisceau d’impulsions ultrasoniques en direction du cerveau de rongeurs, plus précisément vers l’aire préoptique, une petite zone qui évalue l’état fonctionnel de l’organisme afin de déclencher le sommeil avant que la fatigue ne soit trop intense. Les effets de ce traitement ont été quasi instantanés. « Après seulement dix secondes, le rythme cardiaque des souris a ralenti, la consommation d’oxygène a diminué, le métabolisme a commencé à consommer des graisses à la place du sucre, et la température corporelle a changé, suggérant une déperdition active de la chaleur », souligne l’étude (Voir Nature Metabolism). Après ajustement du faisceau d'ultrasons, ces scientifiques sont parvenus à prolonger cet état d’hibernation jusqu’à vingt-quatre heures, sans aucun effet secondaire. Il est encore trop tôt pour savoir si ces étonnants résultats sont transposables à l'homme, mais ces chercheurs sont optimistes et pensent qu'il est envisageable d'appliquer cette approche pour mettre un être humain en état d'hibernation contrôlée, dans la perspective, par exemple, d'une mission spatiale de longue durée.
En avril dernier, une équipe internationale dirigée par Mickael Tanter et Serge Picaud (Inserm), associant le laboratoire Physique pour la médecine (ESPCI Paris/PSL Université/Inserm/CNRS) et l’Institut de la vision (Sorbonne Université/Inserm/CNRS) à Paris en partenariat avec l’Institut d’ophtalmologie moléculaire et clinique de Bâle, ont montré qu'il était possible, chez l'animal, de modifier génétiquement certains neurones afin de pouvoir les activer à distance par des ultrasons. Cette approche, dite « sonogénétique » permet de provoquer une réponse comportementale associée à une perception lumineuse (Voir Nature Nanotechnology). Cette modification génétique consiste à introduire le code génétique d’un canal ionique dans les cellules. Les neurones qui expriment ce canal peuvent alors être activés à distance par des ultrasons de faible intensité appliqués à la surface du cerveau.
Au cours de ces travaux, les chercheurs ont montré que la stimulation sonogénétique du cortex visuel permet d’induire une réponse comportementale associée à une perception lumineuse. L’étude a également permis de prouver que cet outil sonogénétique fonctionnait sur différents types de neurones, ce qui ouvre de vastes perspectives thérapeutiques pour le traitement de nombreuses pathologies visuelles ou maladies du cerveau. En outre, cette approche de stimulation sonogénétique constitue un nouvel outil de premier ordre pour mieux comprendre l'organisation et le fonctionnement du cerveau car, contrairement aux prothèses et dispositifs actuels, il ne requiert pas de contacts physiques avec la matière cérébrale et peut cibler des catégories précises de neurones.
En août 2022, des scientifiques de l’Université de Boston ont réalisé une étude en double aveugle qui a montré sur 150 patients l’efficacité de plusieurs protocoles de stimulation transcrânienne à courant alternatif (tACS) répétitifs, sur une semaine, pour l’amélioration sélective et durable de la mémoire de travail, mais aussi de la mémoire à long terme chez les personnes âgées de 65 à 88 ans. Ces recherches ont notamment montré que la modulation de l’activité synchrone à haute fréquence, dans le cortex préfrontal, permet d’améliorer préférentiellement la mémoire à long terme (Voir Nature Neuroscience). Cette étude montre par ailleurs que les participants qui avaient une fonction cognitive moins performante ont connu des améliorations de la mémoire plus importantes et plus durables que les autres. De manière très intéressante, ces recherches ont confirmé que des stimulations électriques de faible intensité et de courte durée, présentant très peu de risques d’effets secondaires indésirables, peuvent provoquer des améliorations significatives et durables des capacités de mémorisation.
En décembre dernier, une autre étude chinoise a montré qu’une thérapie par la lumière laser -- appelée photobiomodulation transcrânienne (tPBM) -- a permis d'améliorer jusqu'à 25 % la mémoire à court terme des participants (Voir Science Advances). Les chercheurs ont utilisé cette technique de stimulation pour cibler le cortex préfrontal droit du cerveau, une zone impliquée dans la mémoire de travail. De précédentes recherches avaient déjà montré que la tPBM améliorait la mémoire de travail chez la souris et certaines facultés cognitives chez l'être humain, comme la concentration. Mais cette étude est la première à confirmer un lien entre le tPBM et la mémoire de travail chez l'Homme. Ces scientifiques chinois ont réalisé leurs expériences sur 90 participants. Après une courte séance de stimulation par tPBM, les participants devaient se souvenir de l'orientation ou de la couleur d'un ensemble d'éléments affichés sur un écran. Résultat : ceux traités par lumière laser sur le cortex préfrontal droit ont montré une nette amélioration de leur mémoire de travail visuelle, par rapport à ceux qui avaient reçu les autres traitements. L'étude souligne que « Les personnes souffrant de troubles tels que le TDAH (trouble déficitaire de l'attention avec hyperactivité) pourraient bénéficier de ce type de traitement, qui est sûr, simple et non invasif, sans effets secondaires ». Pour expliquer cet effet surprenant de la stimulation par laser sur le cerveau, les chercheurs forment l’hypothèse que la lumière pourrait stimuler les astrocytes du système nerveux central dans le cortex préfrontal.
En juin dernier, des scientifiques de l'UCLA Health et de l'Université de Tel Aviv ont montré, sur 18 patients, qu’il était possible de consolider la mémoire pendant le sommeil en utilisant judicieusement la stimulation cérébrale profonde ciblée pendant une période critique du cycle du sommeil (Voir Nature Neuroscience). L'étude sur la mémoire a été menée sur deux nuits et deux matinées : juste avant l'heure du coucher, les participants à l'étude ont été invités à visualiser des couples de photos d'animaux et de 25 personnages célèbres. Ils ont ensuite été testés sur leur aptitude à se rappeler quelle célébrité était associée à quel animal, et ils ont été testés à nouveau le matin après une nuit de sommeil non perturbé. La nuit suivante, ils ont visualisé 25 nouveaux couples d'animaux et de célébrités avant l'heure du coucher, puis ont bénéficié d'une stimulation électrique ciblée pendant la nuit.
Le résultat est sans appel : tous les participants ayant bénéficié de la stimulation électrique nocturne avaient de meilleurs résultats aux tests de mémoire après une nuit de sommeil, par rapport à ceux qui avaient dormi sans être exposés à ce traitement. « Notre étude fournit la première preuve majeure jusqu'au niveau des neurones uniques qu'il existe bien un mécanisme d'interaction entre le centre de la mémoire, en l’occurrence l'hippocampe, et l'ensemble du cortex », a déclaré Itzhak Fried, directeur de la chirurgie de l'épilepsie à UCLA Health. « Ces travaux pourraient offrir de nouveaux indices sur la façon dont la stimulation cérébrale profonde pendant le sommeil pourrait un jour aider les patients souffrant de troubles de la mémoire comme ceux provoqués par la maladie d'Alzheimer », précise cette étude (Voir Science Translational Medicine).
Les potentialités de la stimulation cérébrale profonde en matière d’amélioration des fonctions cognitives ont par ailleurs été confirmées par une méta-analyse sur le sujet, publiée en mai dernier par des chercheurs de l’Université de Boston (États-Unis). Cette analyse a passé au crible une centaine d’études regroupant 2893 participants. Selon les résultats de cette méta-analyse, la stimulation transcrânienne avait un effet positif statistiquement significatif sur la mémoire à court terme et à long terme, ainsi que sur l’attention et le raisonnement. Mais l'enseignement le plus important de cette analyse est que la stimulation cérébrale ne se contente pas d’améliorer les capacités cognitives de personnes en bonne santé. Elle semble également, de manière étonnante, être en en mesure d'améliorer, dans une certaine mesure, les capacités cognitives défaillantes des personnes âgées ou atteintes de maladies neurologiques.
L’échographie focalisée déjà testée, nous l'avons vu, dans le traitement des tremblements liés à la maladie de Parkinson, pourrait en outre modifier les fonctions cérébrales, comme vient de le montrer une équipe de l’Université de Plymouth qui a utilisé la stimulation transcrânienne par ultrasons pour modifier des types spécifiques d’activité dans le cerveau (Voir Nature Communications). Ces chercheurs anglais ont confirmé le potentiel de la stimulation transcrânienne par ultrasons (TUS) pour le traitement de maladies résistantes aux médicaments, telles que la dépression, la dépendance ou l’anxiété. Dans le cas présent, la technique utilisée a consisté à cibler les faisceaux sur une région cible, afin de modifier de manière contrôlée la façon dont les neurones communiquent entre eux par l’intermédiaire des neurotransmeteurs.
Cette étude regroupant 24 participants en bonne santé a confirmé que la stimulation transcrânienne par ultrasons est en mesure de provoquer des modifications sensibles, mais néanmoins réversibles, dans la concentration de GABA (acide gamma-aminobutyrique) dans le cortex cingulaire postérieur du cerveau dans l’heure qui suit le traitement par ultrasons. Ces travaux ont montré que ces changements étaient d'ampleur différente selon les zones ciblées : par exemple, les niveaux de GABA ne sont pas affectés par ce traitement dans le cortex cingulaire antérieur, une zone corticale liée aux troubles psychiatriques mais également à différentes fonctions cognitives, comme la prise de décision ou l’apprentissage.
La Docteure Elsa Fouragnan, professeur à l’Université de Plymouth, souligne que « Ces recherches ouvrent la voie à la possibilité fascinante de modifier l’activité dans certaines parties seulement du système cérébral et sans toucher au reste du cerveau. La prise de médicaments contre la dépression, par exemple, a un impact sur l’ensemble du cerveau. Or, nous savons déjà que seules certaines des régions du cerveau dysfonctionnent dans la dépression. Ces travaux nous permettent d’envisager à l’avenir l’utilisation des ultrasons pour des interventions plus ciblées chez les personnes souffrant de divers problèmes de santé mentale ».
Je termine cette rapide revue des récentes avancées en matière de stimulation cérébrale en évoquant une étude publiée par des chercheurs de l'Institut de technologie de Californie. Ces chercheurs ont pu mesurer le flux sanguin cérébral avec une technique d'ultrasons fonctionnels. Ils ont utilisé l'effet Doppler, qui rend détectable les modifications au niveau de la circulation sanguine cérébrale, avec une précision inférieure à 100 micromètres. Les chercheurs ont testé leur méthode sur des primates préalablement entraînés pour bouger leurs membres ou leurs yeux d'une certaine manière. Grâce à l’apprentissage automatique, les chercheurs ont pu prévoir à l'avance les réactions de ces animaux, notamment le type de mouvement et la direction. A terme, ces scientifiques pensent qu'il est envisageable d'imaginer, pour améliorer la qualité de vie des personnes paralysées, un nouveau type d'interface cerveau-machine, basé sur cette approche par ultrasons.
Ces avancées et études récentes montrent que ces nouvelles techniques d’intervention et de stimulation cérébrale à l’aide de différents types d’ondes électromagnétiques ont cessé d’être des curiosités de laboratoires et sont en train de devenir des outils incontournables de traitement, à la fois des maladies neurologiques et des troubles psychiatriques, mais aussi des méthodes d’investigation permettant de progresser bien plus vite dans la compréhension du fonctionnement de notre cerveau. Mais il y a plus : ces outils de stimulation cérébrale semblent également en mesure, utilisés différemment, d’améliorer sensiblement et durablement nos perceptions sensorielles et nos facultés cognitives, y compris supérieures, la concentration, le raisonnement, la planification… Et là, nous entrons en pays inconnu car soigner des pathologies du cerveau ou restaurer des fonctions altérées est une chose, mais améliorer les capacités de notre cerveau en bonne santé et vouloir "augmenter" ses performances, en est une autre…
Nous savons à présent que dans le cerveau humain, les dimensions sensorielles, affectives, imaginaires, psychologiques et cognitives sont étroitement intriquées et qu’elles se nourrissent, se coproduisent dans un processus dynamique d’une inépuisable complexité. Nous devons donc veiller à utiliser ces nouveaux outils extraordinaires, mais très puissants, en respectant une éthique claire et bien définie. Rien ne nous garantit, dans l’état actuel, encore bien parcellaire, de nos connaissances sur le cerveau, qu’en voulant améliorer, avec les meilleures intentions du monde, nos capacités cognitives à l’aide de ces nouveaux outils, nous ne risquons pas, dans certains cas, de modifier et d’altérer notre personnalité, voire notre mémoire et nos souvenirs… C’est pourquoi il est capital d’utiliser avec sagesse et circonspection ces technologies prometteuses et d’accompagner leur inévitable développement d’un cadre déontologique, juridique et éthique qui rappelle la primauté de la dignité humaine et de l’intégrité psychique des individus…
René TRÉGOUËT
Sénateur honoraire
Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
e-mail : tregouet@gmail.com
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Avenir |
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Nanotechnologies et Robotique
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Une équipe d'ingénieurs et de chercheurs de l'Institut supérieur coréen des sciences et technologies (KAIST, en anglais) développe actuellement un robot humanoïde capable de piloter des avions sans qu'il soit nécessaire de modifier le cockpit. « Pibot est un robot humanoïde qui peut piloter un avion comme un pilote humain en manipulant toutes les commandes du cockpit, qui est conçu pour les humains », a affirmé, à Euronews Next, David Shim, professeur agrégé d'ingénierie électrique au KAIST.
Le robot, baptisé “Pibot”, peut contrôler ses bras et ses doigts pour manipuler avec dextérité les instruments de vol, même en cas de fortes vibrations dans l'avion, grâce à une technologie de contrôle de haute précision. Ses caméras externes lui permettent de surveiller l'état actuel de l'avion et ses caméras internes l'aident à gérer les interrupteurs essentiels du panneau de commande. Pibot est capable de mémoriser des manuels complexes présentés en langage naturel, une prouesse qui renforce son adaptabilité à différents avions. Sa mémoire est si grande qu'il peut mémoriser toutes les cartes de navigation aéronautique Jeppesen du monde entier, ce qui est impossible pour les pilotes humains, selon l'équipe du KAIST.
« Les humains peuvent piloter de nombreux avions, mais ils ont des habitudes bien ancrées. Ainsi, lorsqu'ils essaient de changer d'avion, ils doivent passer une nouvelle qualification. Parfois, ce n'est pas si simple parce que nos habitudes restent ancrées dans notre esprit et que nous ne pouvons pas simplement passer d'un avion à l'autre », a déclaré David Shim. « Avec le robot pilote, si nous enseignons la configuration d'un avion individuel, il suffit de cliquer sur le type d'avion pour le faire voler », a-t-il ajouté.
L'équipe de recherche affirme que Pibot “comprend” et mémorise des manuels écrits à l'origine pour des humains grâce aux progrès récents des grands modèles de langage (LLM). « Nous avons eu notre prédécesseur, un robot pilote, en 2016. À l'époque, nous ne disposions pas d'une bonne technologie d'IA, et nous avons donc construit un simple robot. Ils ne peuvent pas vraiment apprendre quoi que ce soit à partir de la littérature ou du manuel. Mais récemment, avec ChatGPT ou d'autres grands systèmes de modèles linguistiques, la technologie a fait des progrès considérables », explique David Shim. Grâce au LLM, Pibot devrait voler sans erreur et réagir beaucoup plus rapidement que ses homologues humains dans les situations d'urgence.
Il peut mémoriser les manuels d'exploitation et d'urgence de l'avion (QRH, un manuel de bord auquel l'équipage peut se référer en cas de problème en vol) et y répondre immédiatement. Il peut également calculer un itinéraire sûr en temps réel en fonction de l'état de l'avion en vol. Tout en utilisant ChatGPT, l'équipe de recherche développe et teste actuellement son propre modèle de langage naturel afin que Pibot puisse effectuer des requêtes sans dépendre d'une connexion Internet. Le modèle de langage adapté traitera exclusivement les informations relatives au pilotage et sera stocké dans un petit ordinateur qui pourra être transporté à bord.
Pibot peut également être branché sur les avions pour communiquer directement avec eux. Il est actuellement conçu pour être déployé dans des situations extrêmes où l'intervention humaine n'est pas forcément bénéfique. Le robot humanoïde peut également communiquer avec les contrôleurs aériens et les humains dans le cockpit par synthèse vocale, ce qui lui permet de jouer le rôle de pilote ou de co-pilote. Sa capacité d'adaptation dépasse le cadre de l'aviation. Mesurant 160 cm et pesant 65 kg, le design humanoïde de Pibot lui permet de remplacer de manière transparente les humains dans des rôles tels que la conduite d'automobiles, l'utilisation de chars d'assaut ou même le commandement de navires en mer.
Selon David Shim, ce robot peut être utilisé partout où un être humain est actuellement “assis et travaille”. « La forme humaine n'est peut-être pas très efficace, mais nous avons spécifiquement conçu Pibot pour qu'il ait une forme humanoïde, car toutes les choses sont construites pour les humains. Nous pouvons avoir huit bras et quatre yeux, mais nous pensons que la forme humaine est en quelque sorte optimale », a expliqué David Shim.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Interesting Engineering
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Un homme paralysé à la suite d'un accident a pu retrouver le mouvement de son bras et des sensations grâce à un système de puces cérébrales, d'électrodes et d'intelligence artificielle. Une équipe de chercheurs a réussi à rendre la mobilité du bras à un homme atteint de quadriplégie, au terme de nombreux mois de recherches et de tests. Des chercheurs de l'Institut Feinstein de médecine et bioélectronique, lors d'une opération de plus 15 heures, ont implanté plusieurs micropuces dans le cerveau de Keith Thoma, un homme de 45 ans devenu tétraplégique à la suite d'un accident.
Keith Thomas dispose également d'électrodes sur sa colonne vertébrale et les muscles de ses bras, et de connecteurs sur son crâne. Ceux-ci sont reliés à un ordinateur et à une intelligence artificielle qui interprète les signaux reçus de son cerveau afin de transformer les "pensées“ en ”actions". De cette manière, lorsqu'il “pense” à bouger son bras, le dispositif va activer les zones du cerveau concerné, envoyer un signal à l'électrode placé sur sa colonne vertébrale et son bras, et stimuler le mouvement.
L'entière opération a été une réussite, et une première mondiale, malgré un traitement et une chirurgie particulièrement invasive. Le dispositif est appelé "thérapie dirigée par la pensée", puisque l'intention initiale vient du cerveau du patient, et de sa volonté à bouger ses membres. Ainsi, Keith Thomas a pu non seulement retrouver la mobilité de son bras, mais également des sensations lorsque sa soeur, par exemple, lui a pris la main. Cette avancée est prometteuse pour les patients atteints de paralysie ou paraplégie. « Ce genre de thérapie guidée par la pensée change la donne. Notre but est d'utiliser cette technologie, un jour, pour donner aux personnes atteintes de paralysie la possibilité de vivre pleinement et de façon plus indépendante », a déclaré Chad Bouton, l'un des initiateurs de cette technologie et responsable de l'essai clinique.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
FIMR
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Vivant |
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Santé, Médecine et Sciences du Vivant
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Une équipe du Centre de recherche en cancérologie de Lyon (CRCL, Inserm/CNRS/Centre Léon Bérard/Université Claude Bernard Lyon 1) vient de démontrer qu’une forte expression de la protéine PRMT5 dans le noyau des cellules tumorales, chez les patientes non ménopausées atteintes de cancer du sein, est un marqueur prédictif de la réponse au tamoxifène. Cette étude a été co-dirigée par le Dr Muriel Le Romancer, directrice de recherche Inserm, et le Dr Olivier Trédan, oncologue au Centre Léon Bérard.
Le cancer du sein est la tumeur maligne la plus fréquente chez les femmes dans le monde. Un dysfonctionnement de la signalisation des hormones féminines (œstrogènes) étant souvent à l’origine de cette maladie, les hormonothérapies constituent la base du traitement. Cependant, 30 % des patientes rechutent et décèdent à cause du développement de métastases. Les mécanismes biologiques impliqués dans ces rechutes, et donc dans la faillite des traitements, sont encore mal connus et constituent un défi de taille pour les médecins et les scientifiques. L’enjeu actuel est de parvenir à identifier des marqueurs prédictifs de la réponse aux hormonothérapies ainsi que de nouvelles cibles thérapeutiques.
Dans ces travaux, les chercheuses et chercheurs ont étudié le rôle de PRMT5 dans la régulation du récepteur aux œstrogènes REα. PRMT5 suscite un vif intérêt en cancérologie en raison de ses propriétés oncogéniques et de son expression corrélée à une moins bonne survie dans divers cancers. Les résultats produits mettent en évidence qu’une forte présence de PRMT5 spécifiquement dans le noyau des cellules cancéreuses mammaires est associée à une survie prolongée des patientes traitées au tamoxifène. Il a aussi été montré que le tamoxifène induit le passage de PRMT5 dans le noyau de la cellule où elle modifie le REα (méthylation de la protéine qui est une étape clé pour bloquer la transcription des gènes induisant la multiplication des cellules cancéreuses). Cette translocation n’est observée que chez les patientes qui ont un bénéfice au tamoxifène, mais pas chez les patientes résistantes au traitement.
C’est la première fois qu’un biomarqueur permettant de prédire la réponse des patientes au tamoxifène est identifié. A terme, l’utilisation de ce biomarqueur permettra de valider, de manière très précoce, la réponse thérapeutique des patientes vis-à-vis du tamoxifène et ainsi d’adapter la prise en charge si cela s’avère nécessaire. A terme, d'après Muriel Le Romancer « l’idée serait de combiner les traitements par anti-oestrogènes avec un médicament qui favorise la localisation de PRMT5 dans le noyau pour garantir une réponse au tamoxifène chez toutes les patientes pré-ménopausées ».
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Centre Léon Bérard
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« A la différence du bon cholestérol "HDL", qui permet de capter l'excès de cholestérol et de le transporter vers le foie afin qu'il y soit éliminé, le mauvais cholestérol “LDL” est "un bourreau du cœur", comme l'indique l'Institut national de la santé et de la recherche médicale. En effet, lorsqu'il y a un excès de sang, ce "LDL" se dépose sur les parois des artères et forme des plaques graisseuses d’athérosclérose, lesquelles peuvent, au fil du temps, interrompre le flux sanguin et induire un infarctus ou un accident vasculaire cérébral (AVC).
Afin de réduire ce risque cardiovasculaire, des statines sont généralement prescrits. Ils constituent le traitement de référence pour soigner l’excès de cholestérol. Cependant, leur prescription fait l'objet de débat. Des chercheurs américains, qui ont présenté leurs travaux lors de la 83e session de l'American Diabetes Association (ADA) à San Diego (Californie), ont indiqué que dans certains cas, des personnes pouvaient présenter une intolérance aux statines et que leur utilisation pouvait augmenter le taux de sucre dans le sang. Ainsi, ces derniers ont démontré les bienfaits d'un nouveau traitement non statinique sur les patients présentant des facteurs de risque de coronaropathie et un taux de cholestérol élevé.
L'étude a porté sur 4.206 patients intolérants aux statines âgés en moyenne de 68 ans, présentant des facteurs de risque cardiovasculaire mais n'ayant jamais eu d'accident cardiaque auparavant. Pendant une période de trois ans, les chercheurs ont observé que la prise d'acide bempédoïque était associée à une réduction de 22 % du mauvais cholestérol chez les patients. Ce n'est pas tout : le traitement était aussi associé à une réduction de 30 % des événements cardiaques majeurs mais également à une réduction de 39 % du risque de décès par maladie cardiaque. « Les résultats présentés aujourd'hui constituent un signal d'alarme pour la communauté clinique : les patients présentant des facteurs de risque de maladie coronarienne et un taux de cholestérol élevé, en particulier les diabétiques, doivent être traités avec un médicament hypocholestérolémiant », a déclaré le professeur Steven E. Nissen, auteur principal de l'étude.
Si les auteurs de l'étude pointent les bienfaits de l'acide bempédoïque, ces derniers ont néanmoins souligné qu'une analyse plus approfondie est nécessaire pour déterminer « le rôle de l'acide bempédoïque dans les effets hypocholestérolémiants par rapport aux effets anti-inflammatoires ».
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
ADA
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Des scientifiques brésiliens ont mené une étude chez la souris. L’objectif : évaluer l’efficacité de quatre semaines d’entraînement (exercice de résistance) dans la récupération des symptômes physiques et comportementaux associés au processus neurodégénératif caractéristique de la maladie d’Alzheimer. Voici l’épreuve à laquelle étaient soumis les rongeurs : « escalader une échelle de 110 cm avec une pente de 80° et 2 cm entre les barreaux. Des charges correspondant à 75 %, 90 % et 100 % de leur poids corporel ont été attachées à leur queue. L'expérience imitait certains types d'exercices de résistance pratiqués par les humains dans les centres de remise en forme », décrivent les scientifiques.
Après 4 semaines d’exercices, des prélèvements de plasma sanguin effectués sur les souris ont permis aux chercheurs de mesurer la concentration de corticostérone, une hormone équivalente à la cortisone humaine. A noter qu’une importante concentration de cette hormone signe un risque élevé de développer la maladie d’Alzheimer. Résultat, « ces niveaux hormonaux étaient normaux chez les souris pratiquant une activité physique de résistance, et l’analyse de leurs tissus cérébraux a laissé voir une diminution de la formation de la plaque amyloïde », détaillent les scientifiques. « Ce qui confirme que ce type d’activité physique peut inverser les altérations neuropathologiques à l’origine des symptômes cliniques de la maladie d’Alzheimer », étaye le Professeur Henrique Correia Campos, principal auteur de l’étude.
Ce rôle de la masse musculaire est par ailleurs confirmé par l’équipe du Professeur Iyas Daghlas, neurologue à l’Université de Californie. Ces scientifiques ont mené l’enquête auprès de 21 982 volontaires atteints de la maladie d’Alzheimer et 41 944 personnes non atteintes. Grâce à un outil appelé impédancemétrie, un courant électrique a permis d’évaluer la quantité des masses musculaire et graisseuse au niveau des bras et des jambes des participants. Résultats, « les importantes quantités de masse musculaire étaient associées à une réduction du risque d’Alzheimer, modeste mais statistiquement robuste », poursuit le Professeur Daghlas. Le même test a ensuite été effectué au niveau du tronc et de la taille. Et une évaluation des capacités cognitives était aussi réalisée. Bilan : la masse musculaire maigre était corrélée à des niveaux cognitifs supérieurs, contrairement à la masse grasse qui allait de pair avec des scores faibles sur ce point.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
FAPESP
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Le Docteur Patrick Mehlen, directeur du Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon (CRCL) et son équipe, ont réalisé des avancées majeures dans la lutte contre la résistance aux traitements des cancers. Leur découverte, réalisée en association avec Netris Pharma, démontre le rôle crucial de la protéine netrin-1 dans la résistance aux traitements de références, ouvre de nouvelles perspectives thérapeutiques prometteuses.
Les chimiothérapies et les immunothérapies sont des traitements largement utilisés contre les cancers. Cependant, une proportion significative de patients développe une résistance à ces thérapies, conduisant à des récidives et compliquant la gestion de la maladie. La résistance est souvent liée à un processus biologique connu sous le nom de transition épithélio-mésenchymateuse (TEM ou EMT en anglais), qui est associée au développement, à la progression et à la métastase des tumeurs, ainsi qu’à la résistance aux traitements de référence. Jusqu’à présent, aucun traitement n’était disponible pour bloquer spécifiquement la TEM et resensibiliser les cellules tumorales aux thérapies conventionnelles. Cependant, l’équipe du Docteur Patrick Mehlen au CRCL, en collaboration avec la société de biotechnologie Netris Pharma, a découvert un mécanisme prometteur impliquant la protéine netrin-1.
Deux études publiées dans le prestigieux journal Nature, l’équipe du Docteur Patrick Mehlen au Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon (CRCL, UMR Inserm, CNRS, Centre Léon Bérard, Université Claude Bernard Lyon 1), associée à la société de biotechnologie Netris Pharma (issue des travaux académiques de l’équipe du Docteur Mehlen) montrent que la protéine netrin-1, auparavant connue principalement pour son rôle dans le développement embryonnaire, est sécrétée par les cellules cancéreuses pour favoriser la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM). Des résultats prometteurs ont été observés dans des modèles précliniques de cancers de l’endomètre, où le blocage de l’activité de la netrin-1 a entraîné la mort des cellules cancéreuses et une inhibition de la TEM.
Se basant sur ces résultats, les auteurs ont examiné le potentiel du NP137, un anticorps monoclonal, développé par la société Netris Pharma et bloquant la netrin-1. Dans le cadre d’un essai clinique humain de phase 1, le NP137 a été évalué chez des patientes atteintes d’un cancer de l’endomètre avancé. Les résultats ont démontré la sécurité du traitement, ainsi que des réponses antitumorales chez certaines patientes, avec une stabilisation de la maladie et, dans certains cas, une réduction des métastases. De plus, des essais sur des modèles précliniques ont révélé une amélioration de la performance des traitements de chimiothérapie conventionnels lorsqu’ils étaient combinés au NP137.
Dans une autre étude, réalisée par une équipe de l’Université Libre de Bruxelles et à laquelle l’équipe du Docteur Mehlen a fortement contribué, les résultats précliniques montrent que l’utilisation de NP137 s’avère aussi efficace pour bloquer l’activité de netrin-1 et augmenter l’efficacité des traitements conventionnels dans d’autres cancers (cancers de la peau et cancer du poumon).
Les résultats de ces trois études suggèrent que l’inhibition de la protéine netrin-1 pourrait être une approche prometteuse pour surmonter la résistance aux traitements. Dans cette optique, un essai clinique de phase II dirigé par Netris Pharma et le Centre de lutte contre le cancer Léon Bérard, est en cours. Cet essai évalue l’association du candidat médicament NP137 avec une chimiothérapie et/ou une immunothérapie chez des femmes atteintes de cancers gynécologiques. Les résultats de cet essai crucial devraient être annoncés au milieu de l’année 2024.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
CRCL
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C’est une avancée majeure dans le traitement du cancer. Une équipe de City of Hope, un organisme de recherche sur le cancer situé aux États-Unis, a mis au point un nouveau médicament permettant de détruire les tumeurs, sans que cela n’ait d’impact sur les cellules saines. Ce traitement concerne les tumeurs dites solides, c’est-à-dire celles qui sont caractérisées par un amas de cellules cancéreuses en opposition aux cancers dits sanguins où ces cellules circulent dans le sang.
Les scientifiques ont utilisé une protéine appelée antigène nucléaire cellulaire proliférant (PCNA) pour créer cette chimiothérapie. « La plupart des thérapies ciblées se concentrent sur une voie unique, ce qui permet finalement au cancer de muter et finalement de devenir résistant », explique Linda Malkas, professeure au département de diagnostic moléculaire et de thérapeutique expérimentale de City of Hope. (…) « PCNA est comme un hub de terminal aérien avec plusieurs portes d’embarquement. Notre pilule anticancéreuse est une tempête de neige qui ferme ce hub aérien clé, interrompant tous les vols entrants et sortants uniquement pour les avions transportant des cellules cancéreuses ». Plus précisément, la protéine PCNA est modifiée de manière unique dans les cellules cancéreuses, le médicament conçu par l’équipe scientifique cible cette forme spécifique de la protéine.
L’un des grands avantages de ce médicament est donc sa capacité à s'attaquer uniquement aux cellules cancéreuses. Appelé AOH1996, il a été testé dans des modèles cellulaires et sur des animaux. Cela a permis aux scientifiques de constater la mort des cellules cancéreuses et le maintien du cycle de reproduction des cellules souches saines. « Il cible ce qu'on appelle les conflits de transcription et de réplication, qui se produisent lorsque les mécanismes responsables de l'expression des gènes et de la duplication du génome entrent en collision », indiquent les chercheurs. « La thérapie expérimentale a empêché les cellules dont l'ADN était endommagé de se diviser et de faire une copie de l'ADN défectueux ».
Les essais pré-cliniques ont montré une efficacité du médicament AOH1996 dans le traitement des cellules dérivées de cancer du sein, de la prostate, du cerveau, de l’ovaire, du col de l’utérus, de la peau et du poumon. En ce moment, les chercheurs de City of Hope travaillent sur l’essai clinique de phase I et recrutent encore de nouveaux participants.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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Des chercheurs suédois ont montré qu’un cœur et des poumons plus forts entre 16 et 25 ans étaient liés à un moindre risque à l'âge moyen de tumeurs du cou, de la gorge, de l'estomac, du pancréas, du foie, de l'intestin, des reins ou des poumons. Et ce, à hauteur de 40 %. « Cette étude montre qu'une forme physique plus élevée chez les jeunes hommes en bonne santé est associée à un risque moindre de développer certains cancers étudiés », a déclaré le Docteur Aron Onerup, de l'Université de Göteborg tout en suggérant d’utiliser ces résultats dans la politique de santé publique. Pour lui, il est essentiel d’inciter les jeunes à augmenter leur condition cardiorespiratoire.
Pour rappel, pratiquer une activité physique régulière permettrait de réduire le risque de cancer en maintenant un poids santé, en équilibrant les niveaux d'hormones, en contrôlant la tension artérielle et la glycémie mais aussi en renforçant le système immunitaire. La condition cardiovasculaire peut être améliorée en marchant rapidement, en faisant du jogging, du vélo, en nageant ou en montant régulièrement des escaliers.
Selon le ministère de la Santé, l’activité physique totale est évaluée à environ 2h19 minutes par jour, avec une moyenne de 18 minutes d’activité physique de loisirs, 20 minutes pour les déplacements et 1h41 minutes pour l’activité physique au travail. Dans l’ensemble, les hommes sont plus actifs que les femmes quel que soit l’âge, mais on observe une baisse de l’activité physique avec l’âge. Moins de la moitié des Français âgés de 15 à 75 ans (42,5 %) atteignent un niveau d’activité physique favorable à la santé.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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Cette remarquable étude internationale coordonnée par l'université Mac Master au Canada a été menée dans l’objectif de développer un score de nutrition centré sur la qualité diététique et les aliments protecteurs, établi à partir de l’étude de cohorte PURE (Prospective Urban Rural Epidemiology), qui impliquait près de 150 000 personnes vivant dans 21 pays et 5 continents. Ce score a été confronté aux résultats de 4 études prospectives et 2 études cas-contrôle.
De manière passionnante, ce vaste travail montre que l’alimentation la plus saine est constituée en moyenne quotidiennement de 5 fruits et légumes, 1,2 portion (28,2 g) de fruits à coques, 2 portions de produits laitiers parmi lesquels 1,4 portion de lait entier, et, hebdomadairement, par 3 à 4 portions de légumineuses, 2 portions de poisson, 3 portions de viande rouge et 2 portions de volailles. Avec ce type d’alimentation, 56 % de l’énergie est fournie par les hydrates de carbone, 27 % par les graisses (8,9 % de graisses saturées et 15 % insaturées) et 17,2 % par les protéines.
Ce régime très diversifié est associé à une réduction de 30 % de la mortalité totale, de 18 % de la mortalité par accident cardio-vasculaire majeur, de 14 % du risque d’infarctus myocardique, de 19 % du risque d’accident vasculaire cérébral, de 28 % de la mortalité cardio-vasculaire et de 32 % de la mortalité non cardio-vasculaire.
Fait intéressant, Le score inclut des aliments présents dans d’autres scores diététiques (fruits, légumes, légumineuses, noix, poissons), mais aussi un élément nouveau, les produits laitiers entiers. Cette étude redécouvre que l'homme a toujours été fondamentalement omnivore et montre, n'en déplaisent aux nouveaux intégristes alimentaires, que la clé d’une alimentation saine passe par l’inclusion d’une grande diversité d’aliments naturels, avec modération, plutôt que la limitation à un petit nombre de catégories alimentaires.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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Des chercheurs membres du Berghofer Medical Research Institute en Australie ont accompli un pas important vers la mise au point d'un vaccin produisant des anticorps contre le virus d’Epstein-Barr (EBV). Ces derniers ont en effet découvert un moyen de prévenir ce type d'infection virale grave connue pour être l'une des principales causes de plusieurs cancers. Pour rappel, le virus d’Epstein-Barr est un membre de la famille des virus herpes qui infecte les lymphocytes du système immunitaire et certaines cellules de la muqueuse de la bouche et du pharynx. L’infection a généralement lieu pendant l’enfance et se manifeste par une banale infection des voies respiratoires ou par une mononucléose infectieuse (l'enfant peut présenter un épisode fébrile avec une angine sans grande fatigue). Le virus persiste cependant dans l’organisme jusqu’à la mort et sa présence est responsable chez certains individus de l’apparition de cancers du système lymphatique ainsi que des cancers de l’estomac ou du nasopharynx. Une étude historique récente a également établi un lien entre l'EBV et la sclérose en plaques, une maladie auto-immune qui affecte le système nerveux central.
Le développement des cancers liés à l’EBV est en partie dû à l’incapacité du système immunitaire à reconnaître les lymphocytes B infectés et à les éliminer car il s’avère selon l’organisme que « le virus à l’état latent produit une protéine, EBNA1, qui a la particularité d’être furtive. Cette protéine est essentielle au maintien du génome viral dans les cellules de l’hôte lors de leurs divisions. » Forts de ces observations, les chercheurs affirment que « la prévention de la mononucléose infectieuse associée à l'EBV pourrait conduire à la prévention de la SEP, mais malgré les efforts de recherche mondiaux il n'existe toujours pas de vaccin disponible. Notre nouveau candidat vaccin offre une approche révolutionnaire qui combine deux bras puissants du système immunitaire pour cibler le virus dans les infections aiguës et latentes. » Jusqu’ici, les tentatives d’élaboration d’un vaccin se sont concentrées sur l'induction d'anticorps neutralisants contre le virus, avec comme objectif de bloquer l'infection des lymphocytes B, cellules du système immunitaire en charge de la fabrication des anticorps, lors d'une infection aiguë primaire.
Mais la difficulté repose donc sur le fait que le virus d’Epstein-Barr dans son état latent se cache à l'intérieur des lymphocytes, les transformant alors en minuscules usines de virus prêtes à se diviser et à se propager chaque fois que nos défenses immunitaires sont affaiblies. Mais en revanche, les lymphocytes T tueurs, des globules blancs chargés de tuer toute cellule indésirable pour l'organisme, qu'elle soit tumorale ou infectée, peuvent détecter et contrôler ces lymphocytes B infectés. « Notre formulation de vaccin induit cette réponse immunitaire des lymphocytes T tueurs ainsi que la réponse immunitaire des anticorps neutralisants. Nous pensons que chez les individus sensibles, les cellules B infectées par l'EBV se déplacent vers le cerveau et provoquent une inflammation et des lésions. Si nous pouvons empêcher cela à un stade précoce de l'infection, les lymphocytes B infectés ne peuvent pas continuer à provoquer le développement d'une maladie secondaire comme la sclérose en plaques », souligne le professeur Rajiv Khanna qui a dirigé les travaux de recherches
Ces derniers affirment que le vaccin, à administrer dans les ganglions lymphatiques où la réponse immunitaire précoce est activée, est capable d’induire une immunité humorale (anticorps) et cellulaire (cellule T tueuse) puissante et persistante au cours d'une infection primaire et latente par l'EBV chez des souris. Cette réponse immunitaire a également éliminé ou retardé de manière significative la croissance des cellules tumorales de lymphome EBV-positives dans des modèles de laboratoire. Cette découverte a son importance, juge l’équipe scientifique, puisqu’il s’agit de l’un des virus qui affectent le plus l’humain, soit plus de 90 % des gens du monde entier avant qu’ils n’atteignent l’âge de 20 ans. Le virus étant présent dans la salive, il se propage surtout par contact oral : il peut se transmettre d’une personne à l’autre quand elles s’embrassent (un baiser entre une personne non infectée et un porteur d'EBV qui excrète le virus de manière asymptomatique), partagent le même verre ou les mêmes ustensiles, ou encore par la toux et les éternuements, sachant que seule une analyse sanguine permet de vérifier si une personne a été infectée ou non.
L’efficacité du nouveau vaccin a été démontrée dans une série d'expériences utilisant des souris génétiquement modifiées pour présenter un système immunitaire de type humain. Les souris vaccinées ont produit une réponse immunitaire robuste contre l'EBV qui a duré plus de sept mois, un temps considérable au regard de la durée de vie d'environ deux ans de l’animal. Et alors que les souris non vaccinées injectées avec des lymphocytes B cancéreux ont rapidement développé des tumeurs, ce risque a été neutralisé chez les souris vaccinées. Les scientifiques précisent en revanche que ces recherches restent à un stade précoce, et qu’il leur reste encore à évaluer dans quelle mesure le vaccin peut stimuler le système immunitaire humain. Ils espèrent toutefois que même si le vaccin serait conçu en priorité pour traiter les générations futures non encore infectées par l'EBV, son utilisation puisse aussi s’appliquer aux personnes déjà infectées par l’EVB. Dans leurs conclusions, ils émettent en effet l’idée de « déterminer si ce vaccin peut aussi aider à les protéger contre l'émergence future des maladies associées telles que la sclérose en plaques ».
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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La dégénérescence maculaire représente une préoccupation majeure en matière de santé publique. Lorsque ces cellules clés sont endommagées, notre corps est incapable de les remplacer, entraînant une perte de vision centrale aux conséquences considérables, touchant aussi bien les aspects sociaux, moteurs et psychologiques des personnes affectées.
Dans ce contexte, une équipe de chercheurs s’est tournée vers la nanotechnologie et la médecine régénérative pour concevoir une solution innovante. Ils ont ainsi cultivé des cellules épithéliales pigmentaires rétiniennes sur un échafaudage 3D nanofibreux innovant qu’ils ont mis au point. L’étude pourrait marquer une avancée significative dans la lutte contre la dégénérescence maculaire et aboutir à des traitements régénératifs novateurs. Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Material & Design. La pièce maîtresse de cette avancée réside dans l’élaboration d’un nanoéchafaudage tridimensionnel innovant. Cette structure minuscule sert principalement de support aux cellules en orientant leur comportement, favorisant ainsi leur croissance.
Pour la conception de ces échafaudages, l’équipe a utilisé des nanofibres polymères générées par le biais d’une méthode appelée "éléctrofilage". Il s’agit d’une technique sophistiquée permettant de produire des fibres extrêmement fines à partir d’une variété de matériaux, dont les polymères. Le processus d’électrofilage consiste à appliquer une force électromagnétique pour étirer une petite quantité de matériau jusqu’à obtenir une fibre ultramince. Les fibres ainsi obtenues forment une structure tridimensionnelle. Cette dernière est destinée à fournir un environnement propice à la croissance des cellules.
Le choix minutieux des polymères utilisés pour former les fibres est l’une des clés de la réussite du procédé. En effet, un polymère appelé polyacrylonitrile a apporté une robustesse mécanique essentielle à l’échafaudage, tandis que le Jeffamine, attirant l’eau (hydrophile), offre les conditions idéales pour l’adhésion et la croissance cellulaire. Cette combinaison a permis de recréer une membrane similaire à celle dans laquelle les cellules rétiniennes évoluent naturellement.
La capacité de cette membrane à reproduire l’environnement naturel des cellules a donc joué un rôle déterminant dans le succès de l’expérience. Les cellules ont non seulement pu se fixer à l’échafaudage, mais ont également été stimulées dans leur croissance, prouvant ainsi l’efficacité de la structure mise en place. Pour renforcer l’efficacité de leur échafaudage, les chercheurs ont enduit les structures 3D d’acétonide de fluocinolone, des stéroïdes anti-inflammatoires. Ces molécules ont permis de réduire l’inflammation tout en favorisant la croissance des cellules. Grâce à cette technique, ils ont pu maintenir les cellules en vie pendant une période d’au moins 150 jours.
Des tentatives précédentes visant à développer un échafaudage similaire ont impliqué l’utilisation de collagène et de cellulose. Cependant, les chercheurs ont opté ici pour des polymères. Selon eux, cette alternative "synthétique" semble davantage compatible avec le système immunitaire humain, rendant ainsi le procédé plus viable. Le succès de cette méthode réside également dans le fait que les cellules cultivées sur cet échafaudage se comportent de manière plus naturelle par rapport à celles qui sont cultivées sur d’autres supports. Cela indique que l’échafaudage polymère imite plus efficacement l’environnement biologique nécessaire au développement cellulaire.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Science Direct
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Des scientifiques de l'Université Duke (Durham, Caroline du Nord).ont découvert une molécule lipidique dans le lait maternel qui déclencherait un processus dans lequel les cellules souches du cerveau produisent des cellules qui créent de la nouvelle matière blanche, inversant ainsi la lésion. La molécule en question, un xystérol, appelé "20-αHydroxycholestérol (20HC)". Pour tester l’efficacité de cette molécule, les chercheurs ont mené des expériences sur des souris nouveau-nées. « L'injection de 20HC a induit une oligodendrogénèse amélioré la myélinisation dans la substance blanche, ce qui s'est traduit par une amélioration des résultats sur le plan moteur ».
En clair, la molécule lipidique pénètre dans le cerveau et se lie aux cellules souches qui s'y trouvent, encourageant ces dernières à produire un type de cellule appelé “oligodendrocyte”. Les oligodendrocytes permettent la production de matière blanche dans le système nerveux central. Cette matière blanche nouvellement produite chez les enfants prématurés prévient les lésions neurologiques qui affecteraient la capacité de mouvement de l'enfant, caractéristiques de l'infirmité motrice cérébrale.
« Il est très difficile de mettre au point des thérapies pour les enfants, en particulier pour les bébés médicalement vulnérables, car les préoccupations en matière de sécurité sont, à juste titre, très strictes. Le fait que cette molécule se trouve déjà dans le lait maternel qui est sans danger pour les prématurés est extrêmement encourageant. Maintenant, nous pouvons commencer à développer une thérapie qui isole et délivre ce lipide d'une manière sûre pour les nourrissons », a déclaré Eric Benner, auteur des recherches.
La molécule lipidique découverte sera administrée par voie intraveineuse aux patients lors d'un prochain essai clinique. Cela est important, car de nombreux bébés souffrent de problèmes gastro-intestinaux et ne peuvent pas recevoir du lait ou des médicaments par la bouche en toute sécurité. « Le moment de la lésion cérébrale est extrêmement difficile à prédire, c'est pourquoi un traitement qui pourrait être administré en toute sécurité à tous les bébés prématurés à risque serait révolutionnaire », a conclu Agnes Chao, co-auteur de l’étude.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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Dans l’insuffisance cardiaque, le cœur ne parvient plus à alimenter correctement l’organisme en sang, ce qui affecte durement la qualité de la vie. La protéine EPAC1 est une cible thérapeutique de premier plan pour prévenir et soigner cette maladie. Dans cette étude publiée dans Nature communications, les scientifiques ont découvert qu’elle possède un mécanisme moléculaire inattendu, qui ouvre de nouvelles perspectives pour la découverte et l’amélioration de médicaments.
EPAC1 est un facteur d’échange nucléotidique (ou GEF) des petites GTPases Rap, c’est-à-dire qu’il les active en stimulant l’échange du nucléotide GDP par du GTP. Ce régulateur est strictement régulé par l'AMP cyclique (AMPc), une petite molécule dite "second messager" qui propage à l’intérieur des cellules les signaux émis par des hormones ou des neurotransmetteurs. En l’absence d’AMPc, le site catalytique d’EPAC1 est obstrué par des interactions intramoléculaires qui le rendent complètement inerte. Lorsque la concentration en AMPc augmente en réponse à un signal extracellulaire, EPAC1 réorganise sa structure tridimensionnelle, révélant son site actif et permettant l’activation des GTPases Rap.
Pendant longtemps, il était accepté que la fixation de l’AMPc à EPAC1 se produisait dans le cytosol, provoquant ensuite sa translocation vers les membranes où se trouvent les GTPases Rap actives. Une découverte récente a remis ce modèle en question : en effet l’AMPc ne diffuse pas librement comme on le croyait, ce qui permettrait à sa concentration d’augmenter rapidement dans le cytosol. Au contraire, l’AMPc est compartimentée dans des nanodomaines proches de la membrane plasmique, à proximité des récepteurs des hormones et des neurotransmetteurs. Par conséquent, sa concentration reste faible dans le cytosol. Or on sait depuis longtemps qu’EPAC1 a une affinité très faible pour l’AMPc en solution, impliquant qu’EPAC1 n’a pas les caractéristiques pour être activé par l’AMPc dans le cytosol.
L’étude publiée dans Nature Communications résout cette incohérence en révélant que la membrane plasmique est un composant essentiel de l'activation d'EPAC1, passé inaperçu jusqu’ici. Au moyen de protéines purifiées et de membranes artificielles imitant la membrane plasmique, les scientifiques ont montré que ces membranes activent EPAC1 indépendamment de l'AMPc, avec une efficacité du même ordre. De façon remarquable, les membranes augmentent l’affinité d’EPAC1 pour l'AMPc de plus de deux ordres de grandeur, passant du micromolaire au nanomolaire. L’activité maximale d’EPAC1 est finalement obtenue par l’action en synergie de l’AMPc et des membranes. Ces résultats permettent d’élaborer un nouveau modèle de l’activation d’EPAC1 qui rend compte de l’ensemble des observations.
Dans ce modèle, l’activation d’EPAC1 dans les cellules est amorcée par son interaction préalable avec les membranes. En association avec la membrane, l’affinité d’EPAC1 pour l’AMPc augmente considérablement, ce qui permet son activation maximale par l’AMPc au voisinage de la membrane en réponse à un signal extracellulaire. Inversement, le complexe EPAC1-cAMP soluble est un intermédiaire réactionnel négligeable à la concentration cytosolique de l’AMPc. Ce modèle a pour corollaire qu’EPAC1 possède les caractéristiques pour fonctionner au sein de nanodomaines d’AMPc proches de la membrane, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles recherches.
Cette découverte a des implications étonnantes pour la découverte et l’amélioration d’inhibiteurs d’EPAC1. Les scientifiques ont revisité l’action de CE3F4, un composé chimique prometteur qui inhibe l’activation des GTPases Rap par EPAC1 in vitro et en cellules et qui prévient l’arythmie cardiaque chez le rat et la souris. Ils montrent qu’à concentration physiologique d’AMPc, CE3F4 n’inhibe EPAC1 qu’à condition qu’EPAC1 soit complètement activé par à la fois les membranes et l'AMPc. Autrement dit, EPAC1 a besoin d’être activé pour pouvoir être inhibé par CE3F4. Cette découverte réoriente désormais la stratégie d’amélioration du composé.
Cette étude reformule les concepts antérieurs de la signalisation de l'AMPc passant par les petites GTPases, révélant un rôle primordial des membranes avec des implications importantes pour la découverte de médicaments pour combattre l’insuffisance cardiaque. Elle illustre aussi la pertinence de la biologie structurale intégrative, combinant ici des reconstitutions en membrane, de la cristallographie, du SAXS et de l’échange hydrogène/deutérium couplé à la spectrométrie de masse, pour élucider des questions biologiques fondamentales.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
CNRS
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Jusqu’ici, très peu d’études génétiques avaient été menées sur des populations africaines. Sur les 40 millions des porteurs du virus du sida dans le monde, plus de la moitié se trouvent pourtant en Afrique selon les chiffres de l’Onusida. De fait, le gène qui vient d’être découvert dans cette vaste étude pilotée depuis l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) en Suisse n'est présent que chez certaines populations. Il peut même réparer l’ADN agressé par le virus. L’objectif de ce programme international de recherche entamé il y a 10 ans était d’observer si certaines populations se défendent mieux contre le sida en fonction de leur génome.
Les scientifiques ont passé à la loupe les données génétiques d’Européens avant de se concentrer sur celles de 4 000 Africains et de leurs ancêtres. Pour cela, ils ont collecté les données de 27 laboratoires ou institutions partout dans le monde. Ce qui explique les 60 co-auteurs de cette publication dans la revue Nature. Et ils se sont aperçus que pour 5 % de la population d'origine africaine, l’un des gènes du chromosome 1, avec ce joli petit nom de “CHD1L”, connu pour réparer la molécule d’ADN après certaines agressions, était particulièrement efficace dans le cas du sida. Ces patients-là ne sont pas moins malades mais ils ont moins de virus dans le sang, donc une évolution plus lente. Le rêve des chercheurs serait de pouvoir manipuler ce gène réparateur pour freiner, voire guérir cette maladie – le graal de tous ! Et pas seulement chez les porteurs de cette variante génétique.
Ce n'est pas la première fois qu'on découvre un gène particulier vis à vis du sida. Vous connaissez peut-être le CCR5 qui est une autre “anomalie” qui protège totalement 1 % des européens du virus – ceux-là ne pourront jamais l'attraper. Les chercheurs en pharmacie s'en servent désormais pour les traitements. L'espoir de Jacques Fellay, qui a coordonné cette nouvelle étude, est qu'il en soit de même pour le CHD1L.
Cette vaste étude génétique est aussi importante parce que c’est l’une des premières d’envergure sur des populations africaines. En général, les recherches se concentrent en général sur l'Europe, les États-Unis, ou même l'Asie parce qu'il y a plus de données collectées. Comme le rappelle Jacques Fellay, médecin-chercheur, ce serait oublier que l’espèce humaine étant apparue d’abord en Afrique, les populations africaines ont une histoire et une diversité génétique inestimable pour la recherche.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
France Info
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