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RTFLASH Recherche & Technologie
NUMERO 947
Lettre gratuite hebdomadaire d’informations scientifiques et technologiques
Créée par René Trégouët rapporteur de la Recherche et Président/fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
Edition du 04 Mai 2018
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Egalement dans ce numéro
Matière
Des chercheurs coréens annoncent une révolution en matière de batterie
Quand la physique quantique explique la photosynthèse…
Terre
Les micro-ARN, alternative aux pesticides ?
Vivant
Découverte d'un nouveau mécanisme organisant la croissance du cortex cérébral
Découverte d'une protéine capable de s'autorépliquer…
Du venin de scorpion contre la Polyarthrite rhumatoïde…
La dépression à long terme altère le cerveau de façon permanente
Des jonquilles contre le cancer…
La résistance à l’insuline, un problème de communication ?
Ciblage de microARN oncogènes : vers de nouvelles chimiothérapies
Découverte d'un mécanisme inconnu de maturation et de contrôle des synapses
La grippe peut aussi attaquer le cerveau…
Cancer du sein : l'efficacité des médicaments pourrait être déterminée par un test sanguin
Edito
La preuve en est faite : la durée de vie est liée à la qualité de l’alimentation



On sait depuis presque un siècle que le fait de réduire l’apport calorique global chez les mammifères permet d’allonger sensiblement leur durée de vie, sans qu’on n’en comprenne exactement toutes les raisons. De nombreuses études chez l'animal ont montré qu'une restriction calorique allonge la durée de vie mais il restait à démontrer que ces mêmes effets se retrouvent également chez l’homme.

C’est dans ce but que des scientifiques américains ont réalisé le premier essai clinique randomisé contrôlé destiné à mesurer les effets de la restriction calorique chez des personnes non obèses. Baptisée « Calerie »(Comprehensive Assessment of Long-term Effects of reducing Intake of Energy), cette étude, publiée le 3 avril dernier, a été réalisée au centre de recherche Pennington de Baton Rouge (Louisiane) sur 53 personnes en bonne santé, âgées de 21 à 50 ans, qui étaient de poids normal ou en surpoids ; 19 participants servaient de témoins, tandis que les 34 autres devaient manger moins pendant deux ans (Voir Science Direct).

Dans ce protocole de recherche, l’objectif visé consistait à réduire progressivement de 25 % l’apport calorique journalier. Finalement, les participants n'ont pas atteint cet objectif mais ils ont réussi à réduire de 15 % leurs calories sur deux ans. Et le moins que l’on puisse dire est que cette réduction de la part alimentaire a eu des effets très bénéfiques sur les sujets observés. Alors que les sujets du groupe témoin ont pris entre 1 et 2kg, les personnes qui ont réduit leur apport calorique ont perdu entre 8 et 9 kg en moyenne sur deux ans. De plus, leur dépense énergétique a diminué. Observation importante, aucun effet indésirable, tel que l'anémie, ou une perte osseuse excessive, n'a été noté.

Mais surtout, les chercheurs ont pu observer que, non seulement la restriction calorique a amélioré de 10 % l’efficacité du métabolisme des participants, mais a également permis de réduire sensiblement des dommages cellulaires liés au stress oxydatif, comme l’a montré l’analyse rigoureuse de nombreux biomarqueurs présent dans le sang et l'urine.

Commentant ces résultats, Leanne Redman, qui a dirigé ces travaux, précise « Nos travaux confirment qu'à chaque fois que nous générons de l'énergie dans le corps, nous générons des sous-produits, et notamment des radicaux libres qui finissent par s’accumuler dans l’organisme et causent avec le temps des dommages aux cellules et aux organes. Le fait de parvenir à améliorer le rendement du métabolisme humain en réduisant l’apport calorique semble donc bénéfique car la réduction du stress oxydatif et les processus inflammatoires qui en résultent retardent le vieillissement cellulaire et entraînent une diminution sensible et visible des risques de pathologies, telles que le cancer, les maladies cardio-vasculaires, le diabète et probablement certaines maladies neurodégénératives comme Parkinson ou Alzheimer ».

Forte de ces résultats probants, cette équipe de recherche américaine veut à présent étendre ses investigations et suivre tout au long de leur vie, de la naissance à la mort, une population de plusieurs milliers d’individus acceptant de se soumettre à une restriction calorique.

Il faut rappeler que de précédents travaux, notamment chez des macaques -qui vivent une quarantaine d’années en moyenne-  avaient déjà démontré des effets bénéfiques sur l'incidence de pathologies liées au vieillissement. Toutefois, les effets bénéfiques d’un tel régime sur la longévité des primates et des humains  restaient controversés.

Mais il y a quelques jours, le 5 avril dernier, des chercheurs du CNRS et du Muséum national d’Histoire naturelle, ont publié une étude très intéressante dont les résultats semblent tout à fait complémentaires à l’étude américaine réalisée sur l’homme, dirigée par Leanne Redman.

Dans ce travail, ces chercheurs se sont intéressés au microcèbe, un petit primate qui vit en moyenne une douzaine d’années. Ce lémurien, physiologiquement proche de l’homme, constitue en effet un excellent modèle pour étudier le processus de vieillissement (Voir Nature).

Ces microcèbes ont donc été soumis à une restriction calorique chronique modérée (30 % de calories en moins que ce que consomment habituellement leurs congénères) depuis l'âge adulte et pendant toute leur vie. À l’issue de cette expérience, les scientifiques ont été très surpris de constater que le groupe de lémuriens sous restriction calorique présentait une durée de vie moyenne augmentée de près de 50 %, par rapport au groupe témoin qui avait mangé normalement. Observations encore plus surprenantes : ces scientifiques ont observé que la longévité maximale était également augmentée : plus d'un tiers des animaux restreints sont encore vivants lors de la mort du dernier animal contrôle à 11,3 ans.

Sans surprise, ces chercheurs ont également observé une nette diminution de l'incidence de pathologies habituellement associées au vieillissement comme le cancer ou le diabète. Sur le plan neurocérébral, cette étude montre que les lémuriens soumis à une restriction calorique présentent en fin de vie une légère et inexplicable perte de matière grise (corps cellulaires des neurones), ainsi qu'un ralentissement de l'atrophie de la matière blanche, principalement composée d’axones et interconnectant différentes aires du cerveau. Ces résultats confirment que la restriction calorique chronique est sans doute le moyen le plus efficace pour allonger la durée de vie maximale et retarder le processus de vieillissement chez les primates.

Ces deux études très récentes ont donc donné des résultats convergents et confortent très sérieusement l’hypothèse qu’une restriction calorique prolongée chez l’être humain est probablement susceptible d’accroître sensiblement sa longévité mais également son espérance de vie en bonne santé.

Mais dans le domaine de l’alimentation, comme dans celui du vieillissement biologique, rien n’est simple et s’il semble probable que moins manger peut sans doute permettre de vivre plus longtemps et en pleine forme, il faut également souligner que la nature et la qualité des aliments consommés semblent également très importantes pour se maintenir le plus longtemps possible en bonne santé.

En 2013, une étude réalisée par le professeur Andres-Lacueva de l’Université de Barcelone pendant 12 ans, et concernant 807 hommes et femmes de plus de 65 ans vivant dans la région de Chianti en Toscane (Italie), avait par exemple clairement montré qu’un apport alimentaire élevé en polyphénols était associé à une forte réduction du taux de mortalité, toutes causes confondues, chez les personnes âgées. Parmi les participants de l’étude, à l’inscription ceux ayant un apport élevé en polyphénols (supérieur à 650 mg par jour) avaient un risque de mortalité réduit de 30 % par rapport à ceux qui avaient un apport plus faible en polyphénols (inférieur à 500 mg par jour).

En avril 2016, une équipe suisse de l’EPFL, dirigée par Johan Auwerx, a fait une autre découverte importante concernant les liens entre longévité et alimentation (Voir Science). Ces scientifiques rappellent que nos cellules s’usent, meurent et doivent être remplacées en permanence. Cette nécessaire substitution est assurée grâce à l'activation des cellules souches (cellules indifférenciées, capables de s'auto-renouveler et de donner différents types cellulaires). Mais ces travaux ont pu montrer qu’après un certain nombre de cycles de réparation, les cellules souches perdent progressivement leur capacité à produire de nouvelles cellules : la régénération se fait alors moins efficacement, ce qui se traduit par une dégénérescence de certains tissus ou organes.

Ces recherches ont également montré que, contrairement à ce qu’affirmait la théorie qui prévalait jusqu’à présent, les cellules utilisent bien en permanence leurs mitochondries pour trouver de l'énergie. Ces chercheurs ont enfin réussi à identifier la chaîne moléculaire régulant le fonctionnement des mitochondries et son évolution avec l'âge. Ils ont notamment observé que la concentration d’un composé présent dans la vitamine B3, le nicotinamide riboside, diminuait dans la mitochondrie de la cellule souche vieillissante.

L'équipe de l'EPFL a alors eu l’idée de faire consommer de la nicotinamide riboside à des souris âgées de 2 ans (l'équivalent de 75 ans chez l'humain). Et les résultats ont été très prometteurs : les souris ayant reçu la nicotinamide riboside ont vécu, en moyenne, une quarantaine de jours en plus, l’équivalent de quatre ans de plus pour un être humain. En outre, ces souris présentent, même en fin de vie, une meilleure tonicité et un moindre déclin cognitif que leurs congénères n’ayant pas bénéficié de ce régime de « longévité ». Commentant ces résultats, Johan Auwerx souligne que « Ces travaux donnent des perspectives très intéressantes dans le domaine de la médecine régénérative, et qu’il est envisageable de proposer une supplémentation de nicotinamide riboside aux personnes âgées, pour soutenir leurs cellules souches, notamment chez celles qui souffrent de fonte musculaire ou de déclin cognitif ».

Ces études et recherches récentes confirment l’impact considérable de l’alimentation sur la santé, mais aussi sur la longévité humaine, impact d’autant plus grand qu’il peut de mieux en mieux être prévu et optimisé grâce à de nouvelles disciplines scientifiques en pleine essor : la nutrigénétique et la nutrigénomique. Ces nouveaux domaines de connaissances ont pour objectif de nous permettre de mieux comprendre les interactions des nutriments et micronutriments avec notre génome.

Dans ce domaine, il faut évoquer les récents travaux de Patrick Borel, chercheur en micronutrition humaine à l’INRA, qui réalise avec son équipe des études cliniques destinées à repérer les variations génétiques dans notre ADN, en fonction de l’absorption des vitamines. Ce chercheur vient de montrer, dans une étude réalisée sur 40 personnes, que des variations génétiques mineures dans notre ADN peuvent entraîner de grandes différences dans notre capacité à assimiler certaines vitamines. Ces travaux montrent qu’en consommant une même dose de vitamine, chaque personne va réagir différemment, en fonction de sa capacité d’assimilation personnelle.

A terme, l’idée de Patrick Borel est de définir un score fiable et prédictif d’assimilation des nutriments, en fonction de notre ADN. Patrick Borel travaille en étroite collaboration avec Jean-François Landrier, spécialisé en nutrigénomique, une science qui étudie également les effets biologiques des nutriments et micronutriments sur nos gènes et notre organisme, et plus particulièrement l’action du lycopène (qui donne sa couleur rouge à la tomate), du bêta-carotène – qui est la source de la vitamine A – ou encore à la vitamine D.

Les scientifiques ont longtemps pensé que la vitamine D avait uniquement un rôle au niveau squelettique, en fixant le calcium sur les os. Mais depuis quelques années, on a découvert que la vitamine D semble jouer un rôle très important sur le métabolisme énergétique et le système immunitaire. Il semblerait notamment qu’un haut niveau de vitamine D exerce un effet protecteur en réduisant sensiblement les risques de certains cancers.

Une étude de l’Université de Californie publiée en 2016 précise en effet qu’un haut niveau de vitamine D réduit de 67 % les risques de cancer agressif de l’intestin et une autre étude de l’Inserm, dirigée par Françoise Clavel-Chapelon, Directrice de recherche à l'Institut Gustave Roussy de Villejuif, a montré que le risque de cancer du sein est diminué de 25 % pour les femmes ayant un niveau de concentration sérique de vitamine D élevé…

Une autre étude publiée en octobre 2016 avait également montré un puissant effet anti-vieillissement de la vitamine D chez le ver C. elegan. Ces travaux conduits par le Professeur Gordon Lithgow, du Buck Institute for Research on Aging (Novato), en Californie ont permis de découvrir que la vitamine D exerce une action puissante sur certains gènes associés à la longévité : au final, elle allonge de 33 % la durée de vie moyenne du ver C. elegans…

Mais certains aliments ou boissons très communes et largement consommées dans le monde peuvent également avoir des effets protecteurs et très bénéfiques  contre de  nombreuses pathologies graves. Dans une étude récente, des chercheurs japonais ont effectué un sondage de suivi auprès de plus de 40 000 personnes âgées de 40 à 79 ans. Cette étude a débuté en 1994 et porte sur le risque moyen de maladie cérébrovasculaire sur cet échantillon de personnes.

Ces chercheurs ont constaté que pour les hommes qui buvaient plus de 5 tasses de thé vert frais de bonne qualité chaque jour, comparativement à ceux qui buvaient moins d’une tasse par jour, le risque moyen de maladie cérébrovasculaire est réduit de 22 %. Chez les femmes, le risque baisse de 31 %. Mais la diminution la plus significative concerne l’infarctus cérébral qui diminue de 42 % chez les hommes et de 62 % chez les femmes !

En juillet 2017, une vaste étude européenne a par ailleurs confirmé que les consommateurs d'environ trois tasses de café par jour, y compris décaféiné, semblent jouir d'une plus longue espérance de vie que ceux qui n'en boivent pas. Selon l'étude européenne analysant les données de 521 000 hommes et femmes de plus de 35 ans, suivis par l'Enquête européenne sur le cancer et la nutrition (Epic) pendant 16 ans, les personnes buvant au moins une tasse de café par jour ont 12 % moins de risque de décéder que celles n'en buvant pas, et ce risque est même diminué de 18 % pour celles qui boivent trois tasses de café par jour (Voir ACP).

En revanche, une récente et gigantesque méta-analyse de 83 études, menées au total sur près de 600.000 participants, pourrait bien conduire la communauté scientifique et médicale à revoir ses préconisations concernant la consommation d’alcool à ne pas dépasser chez l’homme, pour ne pas subir d’effets trop néfastes pour notre santé.

Dans ce travail d'une ampleur sans précédent, les scientifiques ont calculé combien d’années en moyenne une consommation excessive d’alcool raccourcissait la vie. Ils ont pris en compte les différents facteurs liés au mode de vie (âge, sexe, exercice physique) puis ont calculé comment différents niveaux de consommation d'alcool influaient sur les risques de développer une maladie cardiovasculaire ou de décéder, toutes causes confondues. Sur les 600 000 participants, suivis en moyenne pendant sept ans et demi, 40.310 sont décédés et 39.018 ont reçu un diagnostic de maladie cardiovasculaire. Environ la moitié des participants avait déclaré avoir bu plus de 12,5 unités d'alcool par semaine.

Selon ces recherches, la vie est raccourcie en moyenne de 1,3 an pour les femmes et de 1,6 an pour les hommes, pour les sujets qui dépassent cette limite hebdomadaire. L’étude montre également qu’une consommation ne dépassant pas 12,5 unités d'alcool par semaine est associée au plus faible risque de décès, toutes causes confondues. En revanche, une consommation qui excède 37 unités par semaine augmente le risque de décès de plus de 30 %...

Il semblerait donc, à la lumière de ces résultats très robustes, obtenus sur une très vaste population, qu’il faille envisager de réviser à la baisse les recommandations internationales et nationales en matière de consommation d’alcool, de manière à limiter cette consommation à 10 verres de vin par semaine, soit un verre à chaque repas, avec deux jours d’abstinence par semaine…

Ces récentes avancées et découvertes de la biologie et de la médecine montrent de manière saisissante et convergente que l’adoption de quelques règles alimentaires simples, et de certains types de régime, complétées éventuellement, en fonction du profil génétique personnel, par une supplémentation avec certaines vitamines et oligoéléments, pourrait avoir des effets bénéfiques très importants, non seulement pour prévenir des maladies graves, comme certains cancers, les maladies cardiovasculaires, le diabète et les maladies neurodégénératives, mais également pour allonger sa longévité intrinsèque…

Il serait plus que souhaitable que l’Etat, en étroite coordination avec les chercheurs et médecins, mette en place rapidement une stratégie ambitieuse visant à permettre à tous d’apprendre, dès le plus jeune âge, les règles de la nutrition et d’une diététique équilibrée et adaptée au génotype de chacun. Même s’il faudrait probablement une génération avant qu’une telle politique produise tous ses effets, elle aurait un coût dérisoire au regard des immenses bénéfices individuels et collectifs que notre société pourrait en retirer !

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat


Matière
Matière et Energie
Des chercheurs coréens annoncent une révolution en matière de batterie
Mercredi, 02/05/2018 - 01:10

Des chercheurs coréens du KAIST (Institut Coréen pour l'Avancement de la Science et de la Technologie) ont dévoilé un nouveau type de batterie utilisant un électrolyte aqueux et pouvant être entièrement rechargé très rapidement.

Bien que le concept ne soit pas nouveau, les prototypes précédents souffraient d’une courte durée de vie et d’une faible puissance de charge. En effet, dans une batterie, les cellules transfèrent les électrons d’un milieu à l’autre. Les solutions aqueuses, plus que les autres types de solutions, limitant le voltage entre les deux milieux, la corrosion de l’anode se fait plus rapidement. Résultats : la batterie perdure moins longtemps et ne délivre qu’une faible puissance.

Pour surmonter cet obstacle, des chercheurs du Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) ont modifié le processus de fabrication standard des condensateurs aqueux hybrides (CAH). Leurs travaux ont été publiés dans la revue spécialisée Advanced Energy Materials.

Les condensateurs hybrides sont une combinaison de condensateur et de batterie. Les électrodes embarquées stockent l’énergie électrochimiquement sous forme de charge électrostatique. Ajouter une solution aqueuse ionique entre les électrodes permet une meilleure conduction du courant. En utilisant, pour l’anode, des polymères de graphène plutôt que de simples conducteurs métalliques, et pour la cathode une grille à nanoparticules de métal-oxyde, les scientifiques ont réussi à combler les faiblesses des précédents CAH.

Le réseau de nanofibres de carbone constituant l’anode s’avère être extrêmement efficace pour transférer les électrons dans la solution aqueuse, permettant au prototype de posséder plus de 100 fois la densité de puissance des anciens CAH, tout en assurant une durée de vie au-delà des 100 000 charges. L’ensemble autorise une charge complète de la batterie en seulement 20 secondes.

Jeung Ku Kang explique que « cette technologie respectueuse de l’environnement peut être fabriquée très facilement et est utilisable dès maintenant. Plus particulièrement, sa haute capacité et sa grande stabilité, comparées aux technologies de recharge actuelles, pourraient contribuer à la démocratisation des batteries aqueuses ». En outre, étant donné que la source d’alimentation de la batterie ne nécessite pas une grande puissance, son taux de charge rapide pourrait être combiné à des cellules photovoltaïques ou d’autres micro-sources d’énergie.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

KAIST

Quand la physique quantique explique la photosynthèse…
Mardi, 01/05/2018 - 14:21

Selon une étude réalisée par des chercheurs suisses (Quantum Device Lab de l'ETHZ), britanniques (Université de Cambridge) et américains (Université de Princeton), la physique quantique pourrait expliquer comment les plantes parviennent à transformer de manière si efficace la lumière en énergie chimique.

Grâce à la chlorophylle, des pigments photosynthétiques, les plantes sont capables de transformer la lumière du soleil directement en énergie en produisant dans leurs cellules la molécule ATP (adénosine triphosphate) qui est à la base de leur approvisionnement énergétique.

L'efficacité hors norme de ce processus demeure cependant un mystère pour la science, car ce phénomène se déroule en effet dans un milieu aqueux et chaud où ce sont les règles de la physique classique qui devraient s'appliquer. Ces chercheurs ont reproduit une structure de base présente dans les cellules végétales.

Le coeur du dispositif est constitué de trois qubits - la plus petite unité de stockage d'information quantique - supraconducteurs couplés plus ou moins fortement entre eux. Ils représentent les molécules de chlorophylle qui absorbent l'énergie lumineuse et la transmettent aux complexes enzymatiques produisant l'ATP.

Ces recherches ont déjà pu établir que la vibration naturelle des molécules de chlorophylle joue un rôle central dans le transfert d'énergie. Les scientifiques ont l'intention de développer une version plus élaborée de leur dispositif, avec davantage de qubits. Ils en espèrent notamment des pistes pour améliorer le rendement des cellules solaires. Le système pourrait être appliqué à d'autres domaines où l'on suppose que la physique classique et la physique quantique se combinent, l'odorat par exemple.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

ETHZ

^ Haut
Terre
Sciences de la Terre, Environnement et Climat
Les micro-ARN, alternative aux pesticides ?
Jeudi, 03/05/2018 - 01:10

Les travaux du laboratoire de recherche en sciences végétales (LRSV, unité mixte CNRS/Université de Toulouse) sur le rôle des microARNs pourraient bien révolutionner l'agronomie, en permettant la mise au point de plantes sans génome modifié, mais présentant des propriétés spécifiques de résistance, de croissance et d'adaptation.

Présents dans les cellules de la plupart des êtres vivants, les microARNs produisent, au moins chez les plantes, des peptides naturels qui permettent de réguler temporairement l'expression de gènes d'intérêt pouvant agir par exemple sur la germination, la floraison, la fructification, mais aussi sur les défenses contre les attaques de pathogènes.

« Les microARNs sont des outils naturels que les cellules utilisent pour réguler la quantité de certains ARNs messagers particulièrement importants, et donc à travers eux de l'expression de la plupart des gènes clés pour le développement des végétaux ", explique Thomas Laurent, directeur général de Micropep. Chez tous les végétaux, la genèse d'un microARN commence par une phase de maturation au cours de laquelle une longue séquence pouvant aller de 300 à 3000 nucléotides est découpée pour aboutir à une petite séquence de seulement 21 nucléotides : un microARN "mature".

C'est ce microARN mature qui permet ensuite de réguler l'expression du gène qui lui correspond. Les chercheurs du LRSV ont notamment montré que des peptides (petites protéines), baptisées "miPEP" permettent d'augmenter la quantité du microARN correspondant, et par conséquent d'influencer temporairement les gènes contrôlés par ce microARN.

Le potentiel de la découverte est en effet immense : les plantes possèdent entre 200 et 1000 microARNs qui sont tous impliqués de manière directe ou indirecte dans les grandes fonctions métaboliques des plantes, comme la croissance ou encore leur capacité de résistance.

Ces travaux ont également montré  qu'un apport supplémentaire de miPEP172 (ciblant donc le microARN n°172) accélère la nodulation du soja, une symbiose bénéfique entre les racines de la plante et des bactéries permettant à cette légumineuse de mieux utiliser l'azote de l'air pour pousser. Une preuve similaire d'efficacité a été faite sur la symbiose mycorhizienne, une autre association bénéfique entre champignons et racines, qui facilite la captation par les plantes de la matière organique des sols. En ciblant les bons microARNs, les miPEPs pourraient ainsi être utilisés pour améliorer significativement les capacités naturelles des plantes.

Ces découvertes ouvrent la voie vers une nouvelle génération d'intrants biologiques à partir de ces miPEPs pour diminuer l'utilisation des produits chimiques traditionnellement utilisés en agriculture. C'est devenu l'objectif de Micropep Technologie, la société créée en avril 2016 par Thomas Laurent et les deux principaux chercheurs à l'origine de la découverte, Jean-Philippe Combier et Dominique Lauressergues, avec l'aide de la SATT Toulouse Tech Transfer. « Il s'agit d'une technologie de rupture qui, sans modifier l'ADN des plantes, pourrait vraiment révolutionner la biologie des plantes et l'agriculture », assure Thomas Laurent.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

LRSV

^ Haut
Vivant
Santé, Médecine et Sciences du Vivant
Découverte d'un nouveau mécanisme organisant la croissance du cortex cérébral
Jeudi, 03/05/2018 - 01:30

Le cortex cérébral comporte des neurones excitateurs et des interneurones inhibiteurs. Les premiers sont produits localement et se déplacent par glissement afin d’atteindre leur position finale au sein du cortex. Les interneurones naissent, eux, à grande distance du cortex cérébral et migrent par petits sauts (on parle de migration « saltatoire » dans le jargon). Des chercheurs du laboratoire de régulation moléculaire de la neurogenèse au sein du GIGA (Université de Liège), dirigé par le Docteur Laurent Nguyen, viennent d’identifier le rôle de cette migration saltatoire des interneurones.

C’est en manipulant le mode de migration des interneurones que les chercheurs ont identifié l’existence d’un dialogue entre ces neurones et les cellules souches pour le contrôle de la production des neurones excitateurs. Ils montrent aussi que le dérèglement de la cadence de migration des interneurones conduit à l’augmentation temporaire de leur nombre dans le cortex, ce qui pourrait conduire à la macrocéphalie et au développement de maladies psychiatriques tel que l’autisme.

« De manière plus précise, la conversion du mode de migration des interneurones est rendue possible en éliminant l’activité d’une enzyme appelée carboxypeptidase 1 (CCP1). Cette modification génétique permet de convertir le déplacement saltatoire des neurones en glissement sans en altérer leur vitesse moyenne de migration », explique Carla Silva, chercheuse au sein de l’équipe du Docteur Laurent Nguyen.

Ces travaux démontrent la fonction physiologique de la migration saltatoire : ce mode de migration est caractérisé par des périodes d’arrêt non synchronisées au sein de la population d’interneurones. C’est cette hétérogénéité de mouvement qui régule le débit d’interneurones atteignant le cortex cérébral en développement où ils rentrent alors en dialogue avec les cellules souches pour contrôler la production de neurones excitateurs.

Lorsque les pauses sont éliminées, davantage d’interneurones migrent en même temps et le cortex est temporairement colonisé par des interneurones surnuméraires. Cette « surcolonisation » temporaire a pour conséquence l’apport massif d’information qui stimule les cellules souches à produire trop de neurones excitateurs.

« Cette découverte a été rendue possible en combinant l’analyse biologique avec la modélisation bio-informatique du mouvement cellulaire à l’échelle populationnelle », précise le Professeur Nguyen.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Daily Science

Découverte d'une protéine capable de s'autorépliquer…
Jeudi, 03/05/2018 - 01:20

Des chercheurs de l’Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) à Zurich (Suisse), ont démontré que de courts brins de structures de protéines amyloïdes possèdent une capacité d'autoréplication et peuvent diriger la sélection d’acides aminés pour générer encore plus d’amyloïdes.

Les amyloïdes sont une structure protéique qui comporte un feuillet β plissé, qui lui permet littéralement de se coller à de fines et longues structures, appelées fibrilles. C'est cette structure particulière qui permet à cette protéine de s’accumuler, comme dans la maladie d'Alzheimer.

En 2016, l’équipe de l’EPH a découvert que les peptides (des chaînes d’acides aminés, plus courts qu’une protéine typique) - et dans ce cas faisant seulement 5 à 14 unités de longueur -, pouvaient spontanément former des structures amyloïdes en présence de sulfure de carbonyle. D'autres travaux avaient déjà montré que les fibres d’amyloïdes agissent comme des catalyseurs enzymatiques.

Dans ces nouvelles recherches, les chercheurs ont montré que les séquences amyloïdes pouvaient également catalyser la construction d’autres peptides. L’équipe a alors conçu des séquences d’amyloïdes pour qu’elles agissent comme l’équivalent de brins d’amorce d’ADN, et les a mélangés avec d’autres acides aminés ainsi qu’avec quelques produits chimiques auxiliaires. En comparant les séquences peptidiques qui ont abouti à ces mélanges avec les séquences qui manquaient de structures amyloïdes, les chercheurs ont découvert que la présence d' amyloïdes permettait à ces molécules de s’auto-répliquer.

Il est établi  que des bases semblables à l’ARN existaient il y a environ 4 milliards d’années. Mais il reste à éclaircir la question liée à la disponibilité d’autres éléments clés nécessaires à la construction des molécules vivantes.

Cette étude conforte donc l'hypothèse selon laquelle des fragments de protéines pouvant se répliquer eux-mêmes auraient ouvert la voie à la chimie des nucléotides. « De plus, les amyloïdes sont beaucoup plus stables que les premiers polymères d’acides nucléiques, et ils ouvrent une voie de synthèse abiotique beaucoup plus simple par rapport à la complexité des ARN catalytiques connus », explique le chercheur Jason Greenwald.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

Du venin de scorpion contre la Polyarthrite rhumatoïde…
Jeudi, 03/05/2018 - 01:00

Une étude réalisée par des chercheurs du Baylor College of Medicine (Houston) a permis de montrer, pour la première fois, l'efficacité thérapeutique d'un composé du venin de scorpion contre les symptômes de polyarthrite rhumatoïde, une maladie inflammatoire invalidante qui touche plus de cinquante  millions de personnes dans le monde et environ 250 000 en France.

La polyarthrite rhumatoïde est une maladie auto-immune, dans laquelle le système immunitaire attaque les articulations. Certaines cellules, les « synoviocytes fibroblastiques » jouent un rôle clé dans la maladie : lorsqu'elles se développent et se déplacent d'une articulation à l'autre, elles sécrètent des composés qui endommagent les articulations et attirent les cellules immunitaires responsables de l'inflammation et de la douleur.

Les articulations « s'élargissent et se bloquent », expliquent les chercheurs. Les traitements actuellement disponibles ciblent les cellules immunitaires impliquées dans la maladie mais ne parviennent pas à empêcher les dommages aux articulations.

La même équipe avait déjà montré le rôle-clé d'un canal de potassium sur ces synoviocytes fibroblastiques chez les patients polyarthritiques. L’équipe a donc cherché un moyen de bloquer le canal pour empêcher les cellules d'endommager les articulations. En général, les canaux potassiques fonctionnent en ouvrant des portes à la surface des cellules qui permettent aux ions potassium – de petits atomes chargés – de circuler vers l’intérieur et hors de la cellule et ce flux d'ions à travers les canaux est nécessaire pour que les cellules puissent remplir une grande partie de leurs fonctions.

Cependant, les animaux tels que les scorpions ont des venins capables de bloquer ces canaux ioniques, le potassium et d'autres canaux ioniques. Ils utilisent leur venin pour paralyser et tuer leurs proies. Il y a des décennies déjà, les scientifiques avaient réalisé qu’en les manipulant, ils pourraient exploiter ces venins à des fins médicinales.

L'ibériotoxine s’avère ainsi très spécifique à bloquer le canal potassique dans ces cellules clés de la polyarthrite rhumatoïde. Et sans affecter les autres canaux des autres types de cellules.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

JPET

La dépression à long terme altère le cerveau de façon permanente
Mercredi, 02/05/2018 - 01:30

Une étude du Centre de toxicomanie et de santé mentale (CAMH) de Toronto (Canada), a montré qu’une inflammation prolongée, causée par une dépression persistante, pouvait finir par modifier et altérer la structure du cerveau de façon permanente. « Ces résultats suggèrent qu’il existe plusieurs stades de la dépression », explique Jeff Meyer, principal auteur de l’étude.

Les chercheurs ont ici étudié le lien entre le volume de distribution total de la Translocator Protein (TSPO VT), marqueur de l’activation des cellules microgliales – reflet de la neuro-inflammation – et  la durée du trouble dépressif majeur non traité. Le lien avec la durée totale de la maladie et la durée de l’exposition aux antidépresseurs a également été analysé.

Les chercheurs ont examiné un total de 25 patients présentant une dépression depuis plus d’une décennie, 25 depuis moins d’une décennie, et 30 personnes sans dépression clinique en tant que groupe de contrôle. Ils ont ensuite mesuré l’inflammation causée par la dépression en utilisant la tomographie par émission de positons (TEP), qui permet de détecter les marqueurs protéiques, appelés TSPO, que les cellules immunitaires du cerveau produisent en raison de l’inflammation. Ceux qui souffraient d’une dépression prolongée présentaient des taux de TSPO supérieurs d’environ 30 % à ceux qui avaient des périodes de dépression plus courtes, ainsi que des niveaux plus élevés que ceux du groupe témoin.

« Il y avait une forte relation entre l’augmentation de la durée de la maladie non traitée et un plus grand TSPO, indiquant qu’au niveau de ce marqueur, la maladie chronologiquement avancée diffère de la phase précoce de cette maladie », indiquent les auteurs.

Ainsi la maladie n’est pas statique, mais évolue. Cela pourrait modifier la prise en charge en proposant aux patients des thérapies adaptées au stade de la maladie. Il est même possible que la dépression puisse être traitée comme une maladie dégénérative, comme la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson, celle-ci affectant progressivement le cerveau au fil du temps.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science Direct

Des jonquilles contre le cancer…
Mercredi, 02/05/2018 - 01:20

Des chercheurs ont extrait un composé anti-cancer naturel de la Jonquille (Amarylidaceae Narcissus). Ils ont établi que ce composé, un alcaloïde dénommé haemanthamine, se lie sur le ribosome - cette nanomachine responsable de la fabrication des protéines dans nos cellules.

Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont montré que l’haemanthamine empêche la production de protéines par les ribosomes, ralentissant ainsi la croissance des cellules cancéreuses. L’haemanthamine inhibe également la fabrication des ribosomes dans le nucléole (l’usine à ribosomes) : ce stress nucléolaire entraîne l’activation d’une voie de surveillance anti-tumorale menant à la stabilisation de la protéine p53, ce qui conduit à l’élimination des cellules cancéreuses.

Cette étude fournit, pour la première fois, une explication moléculaire à l’activité anti-tumorale de la jonquille, utilisée depuis des siècles en médecine populaire. Dans un avenir proche, l’équipe de Denis Lafontaine, en collaboration avec Véronique Mathieu (Faculté de Pharmacie de l’Université Libre de Bruxelles), va tester l’effet sur la biogenèse et la fonction du ribosome de quatre alcaloïdes d’Amaryllidaceae, représentant la gamme de diversité chimique de ces molécules. Leur but sera d’identifier rapidement le squelette chimique le plus prometteur pour être développé, par la suite, en thérapie anti-cancer.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

ULB

La résistance à l’insuline, un problème de communication ?
Mercredi, 02/05/2018 - 01:00

La régulation de la concentration de glucose dans le sang est sous la dépendance de l’insuline, une hormone sécrétée par le pancréas. Cette hormone est dite hypoglycémiante : elle favorise le stockage du glucose circulant dans les cellules musculaires, adipeuses et hépatiques et, d’autre part, inhibe la synthèse et le relargage de ce sucre à partir des réserves stockées. Chez les diabétiques, ces cellules répondent moins bien à l’insuline. On parle d’insulinorésistance.

Ce phénomène intéresse les chercheurs car il apparaît de façon très précoce au cours de l’évolution du diabète : il précède les épisodes d’hyperglycémie prolongée et les altérations du pancréas. L’espoir est donc d’être capable de prévenir l’installation du diabète en améliorant la sensibilité des tissus périphériques à l’insuline.

En 2014, Jennifer Rieusset et ses collègues ont été les premiers à montrer, sur des cellules de foie, que les interactions entre les deux organites étaient effectivement cruciales pour assurer l’équilibre glycémique et qu’elles étaient altérées dans le cas d’une insulinorésistance. Ces chercheurs viennent à présent de confirmer l’importance de ces interactions dans le muscle squelettique.

De plus, leurs résultats suggèrent qu’un lien causal relierait les altérations de communication entre les deux organites et la résistance de la cellule musculaire à l’insuline. Selon Jennifer Rieusset, « Nos travaux confortent l’hypothèse que c’est un défaut de la communication entre ces deux organites qui pourrait être en cause dans l’apparition de cette résistance à l’insuline ».

Au cours de ce travail, l’équipe a exploré le détail de ces interactions sur les cellules des muscles squelettiques. Les muscles utilisent à eux seuls 80 % du glucose circulant dans le sang en réponse à l’insuline. Ils constituent par conséquent une cible privilégiée pour un traitement améliorant la sensibilité à cette hormone.

En comparant les données obtenues à partir de myotubes provenant de patients obèses, présentant ou non un diabète, les chercheurs ont montré que le nombre d’interactions entre les organites est corrélé avec le degré de sensibilité à l’insuline : plus les organites communiquent, plus les cellules sont sensibles à l’insuline. Inversement, moins ils communiquent, et plus la cellule est résistante.

La nature causale de cette relation est suggérée par les expériences complémentaires, réalisées sur des myotubes de sujets sains. L’équipe a en effet pu montrer qu’en altérant les échanges entre les deux organites par des approches moléculaires, on induit une insulinorésistance de la cellule.

A l’inverse, si l’on crée une insulinorésistance en traitant les cellules avec du palmitate (un des acides gras les plus courants chez les animaux), on observe un défaut d’interaction entre la mitochondrie et le réticulum endoplasmique. De plus, en restaurant artificiellement cette interaction, on améliore la sensibilité à l’insuline. Ces résultats sont confortés par ceux obtenus parallèlement par l’équipe sur différents modèles animaux.

« La prochaine étape consistera à tester s’il est possible de restaurer la sensibilité à l’insuline in vivo, en agissant sur la communication entre mitochondries et réticulum endoplasmique, » conclut Jennifer Rieusset.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Inserm

Ciblage de microARN oncogènes : vers de nouvelles chimiothérapies
Mardi, 01/05/2018 - 14:46

Des chercheurs de l’Institut de Chimie de Nice (CNRS-Université Côte d’Azur) et du Laboratoire ARNA (CNRS-INSERM-Université de Bordeaux) ont criblé une partie de la Chimiothèque Nationale, appelée Chimiothèque Essentielle, constituée de 640 composés, et ont découvert que certaines molécules inhibent la production de microARN oncogènes au niveau du cancer gastrique de manière sélective et induisent ainsi une inhibition de la prolifération des cellules cancéreuses.

Une des découvertes majeures des dernières décennies dans le domaine de la génétique du cancer est que ce type de pathologie est lié non seulement à la modification des gènes codant pour des protéines, mais aussi à des changements dans l’expression de petits ARN non codants appelés microARN (ou miARN ou miR).

Les miARN sont de courtes séquences d’ARN constituées de 18 à 25 nucléotides qui agissent en tant que régulateurs post-transcriptionnels de l’expression de gènes en se fixant sur les régions 3' non traduites (3'-UTR) d’ARN messagers (ARNm) spécifiques. La fixation sur la cible ARNm conduit à une inhibition de la traduction et une accélération de la dégradation de l’ARNm.

Des modifications dans le profil d’expression des miARN (la surexpression de miARN oncogènes ou la répression de miARN suppresseurs de tumeur) ont été identifiées dans toutes les étapes du développement cancéreux telles que l’initiation, la progression et le développement de métastases.

Sur la base de ces découvertes, il est maintenant clairement établi que l’inhibition de miARN oncogènes (définie comme l’inhibition de leur production ou de leur fonction) trouverait une application dans la thérapie de plusieurs types de cancers. L’objectif des recherches du groupe coordonné par le Docteur Maria Duca est la découverte de nouvelles petites molécules capables de cibler spécifiquement la production de miARN oncogènes qui se trouvent surexprimés dans les cellules cancéreuses et sont responsables du développement tumoral.

Au cours des dernières années, ces activités de recherche ont été menées en collaboration avec le groupe du Docteur Fabien Darfeuille et le Docteur Cathy Staedel du Laboratoire ARNA de Bordeaux et ont visé l’inhibition de deux miARN (miARN-372 et 373) impliqués dans la tumorogenèse du cancer de l’estomac.

Ce dernier est le quatrième type de cancer le plus diffus et la deuxième cause de mortalité dérivant d’un cancer dans le monde. Les miARN-372 et 373 sont surexprimés à partir de leurs précurseurs (les pri-miARN et les pre-miARN) possédant des régions « simple-brin » associées à des régions « double-brin » qui génèrent une structure tridimensionnelle susceptible d’être une cible sélective pour des molécules ligands d’ARN.

Dans le but de découvrir de nouveaux inhibiteurs de la production de miARN oncogènes, le groupe de recherche a effectué la synthèse de plusieurs séries de ligands capables d’inhiber de manière sélective la production des miARN ciblés et la prolifération des cellules tumorales.

Le développement à l’Institut de Chimie de Nice d’un test de criblage à haut-débit a ainsi permis l’étude de l’activité d’une librairie de 640 composés faisant partie de la Chimiothèque Nationale. Des polyamines conjuguées à des composés hétéroaromatiques provenant du groupe du Professeur Philippe Uriac à l’Institut de Sciences Chimiques de Rennes ont ainsi été identifiées comme étant d’excellents ligands des précurseurs de miARN oncogènes avec une activité sélective pour les cellules du cancer gastrique qui surexpriment certains miARN.

Une analyse du miRnome a permis de mettre en évidence les miARN qui étaient inhibés de manière sélective et une cible commune à ces miARN, la protéine suppresseur de tumeur LATS2, dont la traduction est restaurée en présence du composé. L’activité d’inhibition de la prolifération des cellules cancéreuses a été validée aussi sur des cultures primaires issues de patients et l’étude du mécanisme d’action a permis de cerner les interactions formées avec les ARN cibles.

Ces travaux mettent en évidence le potentiel des composés « polyamine » en tant qu’inhibiteurs de la production de miARN oncogènes et les perspectives d’application pour leur activité antiproliférative sur les cellules tumorales.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Université Côte d'Azur

Découverte d'un mécanisme inconnu de maturation et de contrôle des synapses
Mardi, 01/05/2018 - 14:33

Des scientifiques de l'Université Côte d'Azur, dirigés par Anouar Khayachi et Carole Gwizdek, ont découvert un processus nouveau qui s'avère essentiel pour le contrôle qualité des connexions neuronales.

On sait que le bon développement du cerveau repose notamment sur l'établissement d'un réseau fonctionnel de cellules nerveuses et implique également l'élimination de connexions neuronales surnuméraires lors du développement cérébral. Les conséquences directes d'une étape de maturation neuronale inefficace sont des anomalies de communication cérébrale et l'apparition de problèmes comportementaux et cognitifs importants chez les personnes touchées.

C'est le cas notamment chez les enfants atteints d'une maladie génétique appelée Syndrome de l'X Fragile. Cette pathologie résulte de mutations du gène FMR1 sur le Chromosome X. Ces mutations bloquent l'activation de la protéine FMRP (Fragile X Mental retardation Protein), nécessaire pour établir la connectivité des neurones et supprimer les connexions synaptiques trop nombreuses.

Ces travaux ont mis en lumière l'existence d'un mécanisme de régulation encore inconnu qui implique notamment une molécule SUMO (Small Ubiquitin-like Modifier), qui vient agir sur la protéine FMRP au niveau des granules de transport des ARNs. Cette cascade moléculaire permet, in fine, la libération contrôlée des ARNs liés à FMRP ce qui provoque en retour, l'élimination et la maturation des synapses. L'utilisation de ce processus pourrait permettre de nouvelles avancées thérapeutiques dans la prise en charge de certaines maladies neurologiques.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

La grippe peut aussi attaquer le cerveau…
Mardi, 01/05/2018 - 14:12

Une étude réalisée par des chercheurs à l’Université technique de Brunswick a montré chez la souris que certains virus influenza A (H3N2 et H7N7 mais non H1N1) peuvent déclencher une neuroinflammation prolongée, associée à une perte de connectivité neuronale hippocampique et à des troubles de la mémoire. Ces effets sont plus sévères avec l’H7N7 neurotrope.

On savait déjà que des virus grippaux de type A, qui sont neurotropes, peuvent entrer dans le cerveau et s’y répliquer. On sait maintenant qu’une stimulation immune périphérique peut affecter le cerveau par le biais d’une activation secondaire de la microglie, les macrophages du cerveau. Or l’hippocampe, région cérébrale clé pour l’apprentissage et la mémoire, est particulièrement sensible à la neuro-inflammation. Des études chez la souris ont montré que, à la phase aiguë de la grippe, la neuro-inflammation peut entraîner des anomalies morphologiques des neurones de l’hippocampe, anomalies qui sont associées à des déficits cognitifs. Mais jusqu’ici, les effets à long terme n’avaient pas encore été étudiés.

Cette étude apporte  la preuve que la neuro-inflammation induite par l’infection grippale de type A peut entraîner, selon les virus, des altérations prolongées de la connectivité neuronale, encore décelables plusieurs mois après l’infection, et des troubles de la mémoire chez les souris adultes.

Les chercheurs ont constaté que le virus H1N1 (non neurotrope) n’affecte pas la mémoire ni la morphologie des neurones au-delà de la phase aiguë. Par contraste, une infection par le virus H3N2 (non neurotrope), ou par le virus H7N7 (neurotrope), déclenche une activation prolongée de la microglie, une perte des synapses dans l’hippocampe, qui est importante un mois après l’infection et ne revient à la normale que 3 mois après, et des troubles de la mémoire spatiale. En outre, ces effets sont plus importants avec le virus H7N7 neurotrope.

Ces recherches montrent donc qu'une infection grippale chez l’homme pourrait non seulement entraîner des réponses aiguës dans les organes infectés, mais aussi déclencher une neuro-inflammation associée à des altérations chronique dans le système nerveux central. Ces recherches suggèrent enfin qu'une infection grippale sévère chez les sujets âgés pourrait représenter un facteur de risque pour les maladies neurodégénératives comme la maladie d’Alzheimer, lesquelles sont influencées en partie par une réponse inflammatoire importante du cerveau.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

JNeurosci

Cancer du sein : l'efficacité des médicaments pourrait être déterminée par un test sanguin
Mardi, 01/05/2018 - 14:05

Selon une étude anglo-américaine, l'analyse de l'ADN tumoral circulant permettrait de déterminer si une femme sera ou non répondeuse au palbociclib (un inhibiteur de CDK4/6) après seulement 2 semaines de traitement (contre 2 à 3 mois actuellement).

« Cette étude est assez emblématique de ce qui se passe actuellement dans la prise en charge des cancers du sein, car le palbociclib appartient à une nouvelle classe thérapeutique qui a révolutionné la prise en charge des cancers hormonosensibles », souligne le Docteur Mahasti Saghatchian de l'institut Gustave-Roussy.

Les échantillons de plasma analysés provenaient de l'étude de phase III PALOMA-3. Cette étude a montré le bénéfice de l'association palbociclib-fulvestrant par rapport à l'association fulvestrant-placebo chez des femmes atteintes de cancer du sein localement avancé ou métastatique, positif aux récepteurs hormonaux et HER2 négatif, traitées préalablement par hormonothérapie. Toutefois, le palbociclib n'est pas efficace chez toutes les patientes et cette étude n'a pas permis d'identifier le profil des femmes pour lesquelles il se révèle bénéfique.

Les variations d'ADN circulant ont été analysées pour voir si elles étaient corrélées à l'efficacité du traitement. Deux mutations tumorales ont été étudiées : PIK3CA et ESR1. Le plasma de 73 femmes porteuses de la mutation PIK3CA a été analysé. Pour les femmes présentant une faible baisse de l'ADN circulant à 15 jours, la survie sans progression médiane était de 4,1 mois, alors qu'elle était de 11,2 mois chez celles présentant une forte réduction du taux d'ADN circulant. Ceci suggère que le taux d'ADN circulant en cas de tumeur mutée PIK3CA prédit la sensibilité au palbociclib après 15 jours de traitement. En revanche, l'analyse des 65 patientes porteuses de la mutation ESR1 ne parvient pas à la même conclusion.

« Cette étude fournit des pistes pour évaluer quelles seraient les patientes sensibles ou non au traitement. Aujourd'hui, l'efficacité du palbociclib est limitée, car on ne sait pas à l'avance quelles patientes seront répondeuses. La cible du palbociclib est très large, nous avons donc tout intérêt à cibler les femmes plutôt que de le donner à toutes, avec un bénéfice limité et une perte de temps pour celles qui ne répondent pas », estime le Docteur Mahasti Saghatchian de l'institut Gustave-Roussy. Le fait d'identifier rapidement les femmes ne répondant pas au traitement via un test non invasif pourrait permettre d'adapter la prise en charge de manière précoce.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

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