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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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Quatre questions sur le cerveau
Le cerveau, sa genèse, son évolution en quelques chiffres

Publié le 15 mars 2017

Qu'est-ce que le cerveau ?

Avec un poids moyen de 1,3 kg et un volume d'environ 1 400 cm3, le cerveau adulte représente 2% du corps humain et consomme 20% de l'oxygène utilisé par le corps. Constitué à 75% d'eau, il dispose d'environ 86 milliards de neurones et autant de cellules gliales, les cellules de soutien des neurones. Chaque neurone réalise entre 1 000 et 10 000 connexions avec d'autres neurones, ce qui fait approcher de 10 000 milliards le nombre de connexions nerveuses, les synapses.

Les plus grands neurones peuvent mesurer jusqu'à deux mètres chez les êtres humains. Les fibres nerveuses transmettent un courant électrique grâce à l'action de canaux ioniques, les plus larges fibres transportant l'influx nerveux à une vitesse de 120 mètres par seconde. Dans les synapses, l'information est transmise par des neurotransmetteurs, dont il existe plusieurs types. L'ensemble formé par les neurones et leurs connexions forment un réseau contigü.

Le système nerveux entérique, avec plus de 100 millions de neurones intégrés le long du tube digestif, est considéré comme un véritable deuxième cerveau dans l’intestin. De plus, 8% des fibres du nerf vague remontent de l'intestin au cerveau, ce qui fait que ce dernier est informé en permanence de ce qui se passe dans l’intestin.

Comment se construit le cerveau ?

Le développement de cet organe est sous l'inflence de l'ADN et de l'environnement, donc mêmes les jumelles et jumeaux homozygotes ont des cerveaux différents. La neurogénèse est la plus forte entre le troisième et le septième mois de grossesse, avec environ 250 000 neurones générés par minute. Seulement 10 % des connexions entre les neurones, les synapses, sont présentes à la naissance, les 90 % restants se construisent ensuite.

La plasticité neuronale représente la faculté du cerveau à se restructurer. Ce potentiel d'adaptation du système nerveux permet au cerveau de récupérer après des troubles ou de compenser le déclin neurobiologique lié au vieillissement, qui n'est pas inéluctable jusqu’à un âge souvent avancé. De plus, aux phénomènes naturels de compensation cérébrale peuvent s’ajouter des moyens de compensation externe.

D'où vient le cerveau ?

La forme du cerveau prend tout le sens qu'on veut lui donner lorsqu’on le considère à la lumière de l’évolution dont elle est issue. Différentes structures du cerveau sont apparues au cours de l'évolution. Chez l'être humain, le processus évolutif a conduit à un cerveau connaissant une forte croissance, telle qu'il a dû adopter une structure plissée pour tenir dans la boîte crânienne.

Quand on parle du cerveau « reptilien » qui assure les fonctions vitales de l’organisme, du cerveau « limbique », apparu chez les premiers mammifères, qui est responsable des émotions, et du « néo-cortex », qui prend de l’importance chez les primates et culmine chez l’être humain, il faut garder à l'esprit qu'il n'y a pas de hiérarchie dans l'évolution. Les structures cérébrales d'une espèce ne fonctionnent pas de manière indépendante et ont tissé de nombreuses connexions par lesquelles elles peuvent s’influencer mutuellement.

Qu'est-ce que la conscience ?

La conscience, tout comme les émotions, n'est pas localisée dans une seule zone du cerveau. Les fonctions cérébrales sont des phénomènes issus de l'activité de réseaux de neurones. À chaque instant, nous sommes le produit de toutes ces interactions dynamiques. On peut illustrer cette propriété émergente du cerveau par la métaphore du torrent.

Le bouillonnement de l’eau représente l’activité nerveuse. À chaque instant, les remous de l’eau n’ont jamais la même forme, tout comme les configurations de notre activité nerveuse. Mais il y existe des tourbillons dont la forme générale est la même à certains endroits, derrière certains rochers. Tout comme il y a dans notre cerveau de grands réseaux qui, sans jamais être tout à fait les mêmes, sont reconnaissables lorsque l’on se retrouve dans telle ou telle situation.

La forme du lit du torrent, qui contraint le courant, peut être associée aux grandes voies nerveuses de notre cerveau, issues de l'évolution. Si l’on revient des années plus tard, le courant aura érodé les rives et déplacé les roches hors du lit du torrent, de même que notre activité nerveuse modifie en permanence la configuration de nos réseaux nerveux en faisant de nous, jour après jour, une personne un peu différente.

En savoir plus

Le cerveau à l'honneur, sur Sciences en ligne

Le cervau à tous les niveaux, blogue de vulgarisation scientifique

Nous sommes le fruit de processus dynamiques à différentes échelles de temps, Agence science presse

Il ne suffit pas d'une seule mutation pour devenir humain, Agence science presse

Arthur Jeannot
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