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Les avancées scientifiques Inserm de 2021

En 2021, des découvertes passionnantes issues de recherches fondamentales, cliniques et technologiques ont été réalisées au bénéfice de la santé de tous. Découvrez une sélection de faits scientifiques marquants.

National
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Sauve qui peut !

Connexions neuronales associées à l’aversion, marquées en vert dans une coupe transversale de cerveau de rongeur.
© W. J. Giardino/Luis de Lecea Lab/Univ. Stanford

Fuir ou se cacher, telles sont les deux options peu engageantes qui permettent de se soustraire à un danger. Dans les troubles de l’anxiété, comme le stress post-traumatique, cette réponse défensive est disproportionnée. Pour l’atténuer, des solutions médicamenteuses existent, mais ont des effets secondaires considérables… Aujourd’hui, les travaux de Cyril Herry, au Neurocentre Magendie de Bordeaux, sur la régulation des circuits neuronaux impliqués dans l’évitement promettent des solutions plus ciblées, durables et efficaces que les psychotropes utilisés couramment. Grâce à une méthode novatrice d’apprentissage automatique (machine learning en anglais), le chercheur a montré que le cortex cérébral était capable d’enregistrer un stimulus – aversif ou non – mais aussi l’évitement qui lui est associé. Or, l’archivage de cette information ne peut se faire que grâce à l’amygdale, une partie du cerveau sans laquelle il est impossible de prendre la décision appropriée. Le chercheur montre, chez la souris, que l’analyse de l’activité neuronale, grâce à l’intelligence artificielle, permet de prédire avec succès la réponse à un danger perçu. En effet, 1,5 seconde avant le comportement de fuite, l’activité des neurones du cortex préfrontal annonce l’action à venir. Ces informations pourraient permettre, à terme, de cibler les causes physiologiques du stress post-traumatique, tout en visant les régions du cerveau qui en sont à l’origine. Pour un traitement en temps réel ? 


Mangez des pommes !

La première cause de maladie du foie reste l’alcool, responsable de près de 50 % des cas de cirrhose. Mais nous ne sommes pas tous égaux face aux ravages de cette substance : certaines bactéries qui composent le microbiote intestinal peuvent empêcher l’apparition de lésions du foie, ou en ralentir l’évolution. Il est ainsi possible de favoriser un microbiote bénéfique par transplantation fécale, administration de probiotiques ou encore de prébiotiques. Une fibre, la pectine, s’avère particulièrement efficace… mais sa consommation n’est pas toujours bien tolérée. Anne-Marie Cassard et son équipe du laboratoire Inflammation, microbiome et immunosurveillance à Clamart ont montré que les effets positifs de la pectine étaient médiés par des bactéries qui produisent des indoles – des dérivés de la dégradation d’un acide aminé essentiel, le tryptophane. Les indoles répliquent partiellement les effets de la pectine en agissant sur le récepteur AhR, présent dans de nombreuses cellules, et sensible à certains médicaments, pesticides ou toxines environnementales. Or, les patients atteints d’hépatite alcoolique sévère en possèdent très peu. Une supplémentation pourrait-elle suffire ? Oui, répondent les chercheurs, en combinaison avec une supplémentation en tryptophane, présent dans les aliments riches en protéines. La transposition de ces résultats prometteurs, obtenus dans des modèles précliniques, est maintenant en attente de résultats chez l’humain.

L’hépatocyte constitue le type cellulaire le plus abondant dans le foie humain. © D. Beer Stolz/University of Pittsburgh



Du nouveau dans les canaux

Ventricule gauche d’un cœur. © Laurence Jackson/Centre for Advanced Biomedical Imaging

Notre organisme est parcouru en permanence de signaux électriques, essentiels à son bon fonctionnement. Ceux-ci sont produits par les canaux ioniques, des structures cellulaires complexes constituées de sous-unités distinctes : la première forme le pore du canal par lequel transitent les ions, et la deuxième régule le passage de ces ions. Jusqu’à présent, il était admis que chaque sous-unité était spécifique d’un seul type de canal. Mais les travaux de l’équipe de Guillaume Sandoz, à l’Institut de biologie Valrose de Nice, viennent de faire voler en éclat ce dogme bien établi. Les chercheurs ont en effet montré que la sous-unité KCNE1, connue depuis 30 ans pour réguler des canaux potassiques, dit voltage-dépendants, est aussi présente dans des canaux chlorure de la famille des anoctamines. Ces résultats pourraient aider au développement d’un nouveau traitement des arythmies cardiaques liées à un dysfonctionnement de canaux potassiques, mais aussi d’autres maladies qui impliquent des canaux ioniques, comme la mucoviscidose, ou encore le syndrome des yeux secs.


Une tumeur bien entourée

Les lymphomes sont des cancers du système lymphatique dus à une accumulation des lymphocytes B, des cellules de notre système immunitaire. Lorsqu’ils surviennent, des tumeurs peuvent se développer, notamment, au niveau des ganglions lymphatiques. L’équipe de Karin Tarte, à l’université de Rennes, s’est intéressée aux cellules stromales, qui appartiennent au microenvironnement de ces tumeurs et soutiennent l’architecture des ganglions. Grâce à différentes analyses (imagerie, séquençage de l’ARN…), les chercheurs ont identifié un marqueur, le CD49a, qui permet de caractériser différentes populations de cellules stromales chez des patients atteints de lymphomes, et des individus sains. Ils ont alors découvert que, chez les premiers, les cellules stromales présentent une quantité bien plus élevée d’une protéine – une chimiokine – qui attire les lymphocytes B et favorise leur prolifération. Plus intriguant, les cellules tumorales « éduquent » les cellules stromales à produire cette chimiokine. Ces nouvelles découvertes sur l’entourage des cellules tumorales contribueront sans nul doute à améliorer les traitements médicamenteux.

Cancer du pancréas associé à une réaction desmoplastique. © N. Shah, E. Cukierman/Fox Chase Cancer Center/NCI/NIH



PrEP vs VIH en Afrique de l’Ouest

La PrEP, c’est la prophylaxie pré-exposition – une stratégie thérapeutique qui consiste à prendre un traitement pour éviter une infection. Cette approche est notamment indiquée pour prévenir des contaminations par le VIH chez des personnes qui n’utilisent pas systématiquement le préservatif lors des rapports sexuels. Sa pertinence a de nouveau été confirmée par l’étude ANRS CohMSM, pilotée par Christian Laurent de l’unité Recherche translationnelle sur le VIH et les maladies infectieuses (TransVIHMI) de l’université de Montpellier, dans quatre pays d’Afrique subsaharienne : le Togo, le Mali, le Burkina Faso et la Côte d’Ivoire. Après deux ans et demi de suivi, seulement 17 infections par le VIH ont été à déplorer parmi les 598 participants, des hommes ayant des relations sexuelles avec d’autres hommes. Par ailleurs, la prophylaxie pré-exposition n’a pas entraîné d’augmentation des comportements sexuels à risque ni de l’incidence d’autres infections sexuellement transmissibles. Des résultats très encourageants, malgré une diminution de l’observance du traitement au cours du temps chez de nombreux participants. 

Virions du VIH sur un « pont » entre cellules immunitaires infectées et cellules cérébrales non infectées. © Thao Do, Sriram Subramaniam/NCI/NIH



Des nanosoldats au front

Caillot sanguin.
Caillot sanguin.
© K. Mackenzie/University of Aberdeen

En cas de thrombose, quand un vaisseau sanguin est bouché par un caillot, il n’existe à l’heure actuelle qu’un traitement possible : injecter une substance appelée altéplase – qui permet de dissoudre la masse de sang coagulé. Cependant, même si ce médicament est rapidement dégradé par l’organisme, il peut causer des hémorragies et perturber durablement la circulation sanguine. Or, Alina Zenych, au sein de l’équipe de Cédric Chauvierre à l’université de Paris, a mis au point une nouvelle technique pour administrer le traitement aux patients tout en diminuant les risques : les chercheurs ont enrobé l’altéplase dans une nanoparticule en sucre, recouverte d’une substance naturelle qui présente une forte affinité pour une protéine exprimée à la surface des caillots, la P‑sélectine. Les expériences, menées in vitro et in vivo sur des rongeurs, confirment l’efficacité de cette méthode qui permet de cibler très précisément le caillot sans altérer la circulation sanguine générale, tout en diminuant le risque hémorragique. Les futurs travaux consisteront à améliorer la dissolution du caillot en ajoutant d’autres substances actives dans la capsule.



La vision 3D revient de loin

Chez les mammifères, chaque œil est relié par des fibres nerveuses aux deux côtés du cerveau. Permettant de voir en trois dimensions, cette « projection visuelle bilatérale » serait apparue non pas chez les animaux à quatre membres (tétrapodes), il y a 320 millions d’années, comme on le pensait jusqu’ici, mais 100 millions d’années plus tôt. C’est ce qu’indique une étude menée par un groupe international incluant les équipes d’Alain Chédotal, Prix Recherche Inserm 2017, et de Filippo Del Bene à Paris. Via des techniques d’imagerie 3D modernes, les chercheurs de l’Institut de la vision de Paris ont analysé les connexions œil-cerveau de 11 espèces de poissons plus ou moins anciennes. Surprise : si la projection visuelle bilatérale s’est avérée absente chez la plupart des espèces modernes, comme le poisson-zèbre, elle était en revanche présente dans toutes les branches anciennes, comme le lépisosté osseux – un grand poisson allongé et cylindrique. Les chercheurs en concluent qu’elle existait probablement déjà chez les premiers poissons il y a au moins 450 millions d’années, avant de disparaître chez les poissons modernes. Une information importante pour notre compréhension générale de la vision bilatérale.

Embryon de poisson-zèbre, chez qui la projection visuelle bilatérale est absente comme chez la plupart des poissons modernes.
© Annie Cavanagh



Félicitations, c’est une aberration !

Mauvaise réplication de l’ADN dans un noyau de fibroblaste humain. © Ezequiel Miron

Détecter les aberrations chromosomiques présentes dans le génome d’un individu est crucial pour le diagnostic précoce de certaines maladies. Mais les méthodes existantes sont lourdes, d’une fiabilité limitée, et il faut les combiner pour pouvoir cerner tous les types d’aberration existants. L’équipe de Laïla El Khattabi à l’Institut Cochin à Paris, en collaboration avec des équipes françaises et néerlandaises, vient de montrer qu’une nouvelle technique peut faire ce travail plus simplement et plus efficacement : la cartographie optique du génome. Elle consiste à extraire de longues molécules d’ADN des cellules, à y placer des marqueurs à des endroits spécifiques, puis à scanner l’ensemble. Un algorithme reconstruit ensuite l’ensemble du génome, qui peut alors être comparé à des génomes de référence. En outre, cette technique permet de « visualiser » les aberrations chromosomiques de façon très précise, révélant ainsi certains gènes responsables de maladies. Peu coûteuse et facile à utiliser, elle devrait induire un changement majeur des pratiques en diagnostic clinique.



Halte au détournement de lipides

Due au parasite Toxoplasma gondii, contracté lors de contacts avec un chat infecté ou via l’ingestion d’aliments contaminés, la toxoplasmose peut entraîner des fausses couches ou de sévères troubles de développement chez l’enfant au cours de la grossesse. Elle peut également tuer des personnes au système immunitaire défaillant, suite à une infection au VIH ou à des chimiothérapies par exemple. À l’Institut pour l’avancée des biosciences de Grenoble, l’équipe de Cyrille Botté a découvert une protéine clé indispensable à la survie de T. gondii dans les cellules humaines : l’enzyme TgLIPIN. L’analyse des échanges de lipides qui existent entre le parasite et les cellules infectées a révélé que la TgLIPIN agit comme une véritable balance métabolique : elle permet de canaliser les flux de lipides, massifs et toxiques, détournés depuis la cellule « hôte », afin de les stocker et de les utiliser de façon opportune uniquement quand le parasite se multiplie. Ainsi, la TgLIPIN apparaît comme une cible de choix pour la lutte contre la toxoplasmose.

L’altération du métabolisme des lipides – ici stockage de l’ester de cholestérol dans des gouttelettes lipidiques – peut être la signature d’une maladie. © Ji-Xin Cheng/Purdue Univ. Center for Cancer Research/NCI/NIH



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