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Iseult, plongée dans le cerveau humain

19 mai 2017

Une prouesse technologique

Pour ses 10 ans le centre NeuroSpin du CEA de Saclay se dote de l'IRM (instrument d'imagerie par résonance magnétique) le plus puissant au monde. Avec son aimant supraconducteur de taille ...

Les points forts de l'agroforesterie

L'agroforesterie et la transition agroécologique

Le système d'agriculture actuel doit se transformer afin de répondre aux défis de la production agroalimentaire, ...

Le plongeon final de Cassini

Une mission riche en enseignements

Afin de mieux connaître Saturne et ses satellites, la sonde spatiale Cassini a quitté la Terre en octobre 1997. Parvenue à destination en 2004, elle s'est mise en orbite autour de la

Vers des réseaux de synapses artificiels

La mémoire et la synapse

Dans le cerveau, les informations sont transmises par des signaux électriques véhiculés par les neurones. Ces cellules sont connectées ...

Les protéines du tardigrade

Publié le 27 avril 2017

Que sont les protéines intrinsèquement désordonnées (PID) ?

François-Xavier Theillet, chercheur à l'I2BC (Institut de biologie intégrative de la cellule, rattaché au CEA, au CNRS et à l'université Paris Sud) étudie ...

La fibre pour le très haut débit

(source image : www.elbpresse.de)
26/04/17

Le très haut débit et la fibre

L'ARCEP (Autorité de Régulation des Communications Électroniques et des Postes) définit le très haut débit par des débits d'information supérieurs ...

Lutter contre le paludisme

Une maladie endémique

Le paludisme, ou malaria, est une infection des globules rouges causée par le protozoaire Plasmodium falciparum, qui a pour origine le gorille. Ses symptômes se rapprochent de ceux de la grippe : fièvre, troubles ...

Une piste de recherche pour guérir du SIDA

Des virus dormants

Le SIDA (Syndrome d’ImmunoDéficience Acquise) est le dernier stade de l’infection par le VIH (Virus de l’Immunodéficience Humaine). Ce rétrovirus s’attaque aux cellules du système immunitaire, les lymphocytes T CD4. Après les avoir infectées, il les détruit ou les rend inefficaces, ce qui entraîne un affaiblissement du système immunitaire et une vulnérabilité face aux infections opportunistes.

Les antirétroviraux, d'abord l'AZT seul puis le développement de trithérapies et d'autres pistes, permettent de ralentir l'évolution du syndrome et donc de contrôler l'infection. Cependant, certaines particules virales infectent les cellules de l'organisme sans les détruire, en restant dormantes. Le virus persiste donc dans des réservoirs au sein du système immunitaire, protégé des traitements car ne se répliquant plus et surtout prêt à se disséminer si le terrain redevient favorable. Ce qui contraint les patients à suivre des traitements toute leur vie.

En parallèle des thérapies actuelles, ainsi que des campagnes d'information et des recherches sur un éventuel vaccin visant à prévenir la propagation de l'épidémie, la guérison complète du VIH passe nécessairement par l'élimination de ces réservoirs. Pour envisager cela, une première étape est alors de distinguer dans le système immunitaire les cellules infectées des cellules saines actives, qui se ressemblent fortement. Pour ce faire, une équipe de l'Institut de génétique humaine est partie de l’hypothèse que le VIH pourrait laisser une empreinte à la surface de sa cellule hôte.

Identifier des marqueurs pour cibler les réservoirs de virus

Grâce à un modèle d’infection développé dans leur laboratoire, les chercheur·euse·s ont identifié la protéine CD32a, présente uniquement à la surface des cellules infectées. Codée par un gène parmi la centaine qui sont exprimés de manière spécifique par les cellules infectées, la protéine remplit in vitro les critères d’un marqueur de cellules réservoirs. Pour Monsef Benkirane, directeur de l'Institut : « L'expression de ce marqueur a une signification biologique. Il faut qu'on comprenne ce que la cellule est en train de nous dire lorsqu'elle est stressée par le virus. »

Le résultat a été confirmé par les expérimentations sur des échantillons cliniques. En étudiant des prélèvements de sang de douze patients séropositifs traités, les chercheur·euse·s ont constaté que les cellules exprimant le marqueur étaient presque toutes porteuses du virus. De plus, ces cellules ont pu être réactivées in vitro et se sont révélées capables de réinfecter des cellules saines, illustrant l'impossibilité pour un patient aujourd'hui d'arrêter son traitement.

« Cette découverte est un début, et pas une fin. L'utiliser pour comprendre comment le réservoir s'est établi, comment il s'est maintenu, quelles sont ses propriétés, ouvre de grandes perspectives de compréhension. Vu le nombre d'équipes dans le monde qui se sont attelées à ces recherches, on va très vite accumuler suffisamment de données pour proposer des stratégies thérapeutiques efficaces pour le traitement du VIH ciblant le réservoir. »

Un brevet, en propriété CNRS, a été déposé sur l'utilisation diagnostique et thérapeutique du marqueur ainsi identifié. Cette étude ouvre la voie à de nouvelles stratégies visant l'élimination totale du virus latent. Ces travaux, publiés dans la revue Nature, s’inscrivent dans le cadre du programme stratégique Réservoirs du VIH de l’ANRS (Agence nationale de recherches sur le sida et les hépatites virales).

En savoir plus

Découverte d’un marqueur du réservoir du VIH : une nouvelle piste pour éliminer le virus, communiqué de presse du CNRS et communiqué de presse de l'INSERM

VIH et Sida, dossier de l'INSERM

VIH et Sida, dossier de l'OMS

L'épidémie de SIDA : vers une résurgence ? sur Sciences en ligne

Lutte contre le SIDA : de nouveaux espoirs ? Sur Sciences en ligne

La plate-forme de prévention du SIDA

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Avancées pour les maladies neurodégénératives
Encore mal comprises, les maladies neurodégénératives font l'objet de recherches actives.

image : neurones dans une chambre microfluidique émettant une luminescence grâce à une modification génétique (source : F. Saudou, Inserm)

Avec le vieillissement de la population, les maladies neurodégénératives comme Alzheimer ou Parkinson touchent une part de plus en plus grande de la population. Malgré la complexité du cerveau, les recherches en neurosciences avancent dans la compréhension des mécanismes de déclenchement de ces maladies.

Des vésicules autonomes

Dans de nombreuses maladies neurodégénératives, on observe un dysfonctionnement de certains vésicules neuronaux dédiés au transport des molécules nécessaires au bon fonctionnement du système neurologique, notamment les neurotransmetteurs. Les chercheurs, sous la direction de Frédéric Saudou, du Grenoble Institut des neurosciences, se sont attelés à comprendre comment ces vésicules se déplacent pour mieux saisir pourquoi dans ces pathologies, ils ne le font pas. "Notre équipe vient de découvrir qu'elles s'auto-propulsent en transformant elles-mêmes du glucose en "ATP", cette source d'énergie majoritairement produite par les mitochondries lors de la respiration des cellules", explique Frédéric Saudou.

Les chercheurs ont commencé par récupérer, isoler et purifier les vésicules de souris génétiquement modifiées pour rendre ces vésicules fluorescentes. Ils ont ensuite identifié les protéines constitutives de ces vésicules, au total 1291, parmi lesquelles ils ont distingué dix enzymes dites « glycolytiques » qui ont la particularité de transformer du glucose en ATP, en se passant de mitochondries. Ils ont confirmé leur hypothèse en empêchant ces enzymes d’accéder au glucose, ce qui a réduit d’autant la vitesse de déplacement de ces vésicules. Les chercheurs ont alors reproduit in vitro le contexte de déplacement de ces vésicules avec des microtubules, faisant office de « rails ». Les enzymes glycolytiques se sont bien mises à produire de l’ATP et les vésicules ont réussi à se déplacer, consommant l’ATP présent. "C'est la première fois qu'une étude met en évidence un système locomoteur autonome pour ces vésicules neuronales, totalement indépendant des mitochondries !", s’enthousiasme Fédéric Saudou.

Certaines pathologies pourraient ainsi être dues à une altération des enzymes glycolytiques, indispensables au déplacement des vésicules, ce qui ouvre de nouvelles possibilités thérapeutiques consistant à stimuler ces enzymes pour permettre de rétablir toute la chaîne d’échange d’information. Des travaux été lancés dans ce sens pour la maladie de Huntington.

Des neurones paralysants

Le sommeil paradoxal est la phase du sommeil durant laquelle le cerveau rêve. Mais nous devrions vivre nos rêves si un certain groupe de neurones ne paralysaient pas tout le système moteur de sorte à rendre le dormeur complètement immobile. Dans certaines pathologies de parasomnie, appelées REM Sleep Behavior Disorder (RBD), cette paralysie corporelle est absente et le dormeur bouge dans son sommeil comme s’il vivait directement son rêve. L’origine de cette maladie est encore mal connue, mais des chercheurs du Centre de recherche en neurosciences de Lyon ont identifié une population de neurones, les neurones du noyau sub-latérodorsal, qui sont responsables de cette paralysie transitoire des muscles. Ils ont ciblé spécifiquement cette population de neurones chez le rat en introduisant des vecteurs viraux génétiquement modifiés pour bloquer la sécrétion de glutamate, laquelle permet à ces neurones de communiquer avec les autres régions du cerveau. Les rats ainsi inhibés sont bien passés en phase de sommeil paradoxal mais en effectuant des gestes similaires à ceux des patients atteints de RBD.

Cette expérience vient rejeter l’hypothèse qui avait cours depuis 50 ans, selon laquelle ces neurones étaient responsables du sommeil paradoxal dans son intégralité. Elle pourrait néanmoins permettre de mieux saisir l’origine de cette parasomnie et de la maladie de Parkinson dont une autre étude a montré qu’elle se déclenchait presque systématiquement chez les patients atteints de RBD, avec 10 ans d’intervalle.

Pour en savoir plus :

Sur les vésicules de transport

Sur les neurones paralysants

Sur l’ATP et son rôle

Pauline Armary
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