RTFlash

Une équipe de recherche d’Université Paris Cité, de l’Inserm et de l’AP-HP, dirigée par le Professeur Alexandre Loupy au Centre d’expertise de la transplantation multi-organes de Paris, a créé un assistant informatique automatisé qui permet de corriger 40 % des diagnostics erronés de rejet d’allogreffe chez l’humain et de mieux orienter la prise en charge des patients.

Le rejet est la principale cause d’échec de greffe après transplantation rénale. Il constitue donc, compte-tenu de la pénurie mondiale d’organes, un problème majeur de santé publique.

Le diagnostic du rejet repose sur une classification internationale qui s’est considérablement complexifiée au cours des 30 dernières années. Il est maintenant nécessaire pour les médecins d’analyser et intégrer des données complexes et extrêmement diversifiées – données histologiques, immunologiques, ou encore transcriptomiques – pour poser un diagnostic correct, qui guidera la prise en charge thérapeutique des patients.

Cette complexité dans le diagnostic du rejet, initialement nécessaire pour mieux comprendre et définir son type et sa gravité, est devenue une problématique quotidienne pour les médecins, confrontés à des situations où il peut être difficile de poser un diagnostic correct.

Par conséquent, face au nombre grandissant d’erreurs diagnostiques qui sont continuellement documentées dans la littérature scientifique, les sociétés savantes internationales de transplantation ont appelé les chercheurs du monde entier à réagir et trouver une solution pour simplifier et fiabiliser le diagnostic du rejet.

« La médecine de précision a besoin d’outils d’aide au diagnostic qui soient fiables, robustes, précis, largement validés et démontrant un bénéfice réel et mesurable pour les patients. Il est également capital que ces systèmes digitaux soient éthiques et bénéficient d’une transparence complète tant dans leur construction que dans l’interprétation et le rendu des résultats. Dans notre étude nous avons pu démontrer qu’un assistant informatique automatisé permettait aux médecins de poser des diagnostics plus précis », indique le Professeur Alexandre Loupy.

« Notre principal défi était d’établir un consortium réunissant des experts en transplantation, néphrologie, anatomopathologie mais aussi en sciences des données, épidémiologie, biostatistiques, programmation informatique et intelligence artificielle, capables de développer ce système informatique et de recruter des patients dans le monde entier afin de tester s’il était capable de correctement diagnostiquer les rejets. Les résultats sont sans appel, puisque plus de 40 % des diagnostics sont corrigés et requalifiés par la machine. Cet outil permettra de mieux traiter les patients et également d’améliorer les essais cliniques et le développement de traitements immunosuppresseurs ».

Le consortium a dans un premier temps conduit une revue systématique de la littérature scientifique afin de colliger l’ensemble des règles diagnostiques de la classification du rejet publiées au cours des 30 dernières années. Les médecins et les pathologistes ont ensuite travaillé avec les data scientists, développeurs et programmeurs informatiques, afin que ces derniers puissent traduire ces règles diagnostiques en un algorithme informatique couvrant l’ensemble des scénarios possibles de rejets. Ils ont ensuite créé un assistant informatique automatisé disponible en ligne et facile d’utilisation, qui interprète instantanément grâce à l’algorithme les données médicales complexes renseignées par les médecins, afin de fournir aux patients un diagnostic en appliquant scrupuleusement les règles de la classification internationale.

« Il s’agit en quelque sorte d’un agent conversationnel spécialisé dans les rejets », indique Daniel Yoo, data scientist et co-premier auteur de l’étude. « Nous avons mis au point un système intelligent et très simple d’utilisation. Les médecins peuvent en quelques clics obtenir un diagnostic correct pour leurs patients. L’assistant informatique leur fournit également un compte-rendu de l’analyse ainsi qu’un arbre décisionnel qui explique le raisonnement de l’algorithme ».

La deuxième partie de l’étude a consisté à démontrer l’utilité clinique de cet assistant informatique, c’est-à-dire sa capacité à correctement identifier les rejets. Pour cela, les chercheurs ont recruté plus de 4000 patients transplantés rénaux dans 20 centres de référence en transplantation européens et nord-américains. Ils disposaient pour chaque patient des diagnostics initiaux des médecins, ainsi que de l’ensemble des données nécessaires pour que le système automatisé puisse poser son propre diagnostic. Cela leur a permis de comparer l’humain à la machine et de déterminer lequel trouvait le diagnostic le plus pertinent.

« Une des forces de cet assistant informatique est qu’il peut également traiter de grandes bases de données et améliorer les essais cliniques », souligne Valentin Goutaudier, néphrologue et épidémiologiste, premier auteur de l’étude. « Le système informatique nous a permis de reclasser plus de 40 % de diagnostics erronés de rejets parmi les patients que nous avions recrutés, et de poser des diagnostics plus précis. Ces résultats permettent donc de mieux orienter la prise en charge des patients ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Inserm

La communauté scientifique envisage d’utiliser de minuscules particules comme blocs de construction pour construire des choses, de la même manière que nous assemblons des choses avec des composants mécaniques. Cependant, le défi réside dans le fait que les molécules sont incroyablement petites, environ un cent millionième de la taille d’une balle de softball, et se déplacent de manière aléatoire dans les liquides, ce qui rend difficile leur contrôle et leur manipulation en une seule forme.

Pour surmonter cet obstacle, les "dispositifs nanofluidiques" capables de transporter des molécules à travers des canaux remarquablement étroits, de dimensions comparables à un million de pailles, ont suscité un intérêt en tant que moyen de contrôler directement des molécules individuelles dans des solutions.

Une équipe de recherche conjointe dirigée par le professeur agrégé Yan Xu de la Graduate School of Engineering de l’Université métropolitaine d’Osaka a réussi à réguler le flux de molécules uniques en solution en ouvrant et en fermant une nanovalve dans un nanodispositif via une pression externe.

L’équipe de recherche a fabriqué un dispositif nanofluidique avec une plaque de verre mince et flexible sur le dessus et une plaque de verre rigide avec de minuscules structures formant des nanocanaux et des sièges en nanotissu sur le fond. En appliquant une pression externe sur la plaque de verre flexible pour ouvrir et fermer la vanne, ils ont réussi à contrôler directement le flux de molécules individuelles en solution.

Ils ont également découvert que lorsqu’ils piégeaient des molécules fluorescentes uniques dans l’espace nanométrique à l’intérieur de la valve, la fluorescence des molécules uniques devenait plus brillante. Cela s’est produit parce que le petit espace rendait difficile le déplacement aléatoire des molécules individuelles.

Le professeur Xu a déclaré que « cet effet de l’amplification du signal de fluorescence pourrait aider à détecter de très petites quantités d’agents pathogènes pour le diagnostic précoce de maladies telles que le cancer et la maladie de Parkinson, sans nécessiter d’équipement coûteux ». Les résultats de cette étude pourraient constituer une étape importante vers l’assemblage libre de matériaux utilisant des molécules uniques comme blocs de construction en solution. Cette technologie a le potentiel d’être utile dans divers domaines, tels que le développement de médicaments spécifiquement pour les maladies rares et la création de meilleurs écrans et batteries. Ses applications sont illimitées.

« Nous avons relevé plusieurs défis en proposant et en promouvant le concept de ‘chimie d’ordre à molécule unique (SMRC)’, dans lequel les molécules sont traitées comme des unités de construction et tous les processus impliqués dans les réactions chimiques et biochimiques en solution sont effectués sur une base de molécule unique ». a déclaré le professeur Xu. « La valve à molécule unique représente la première étape vers l’objectif, qui pourrait un jour révolutionner la chimie, la biologie et la science des matériaux, ainsi que transformer diverses industries ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

ACS

Les composants photoniques alimentés par laser permettent d’envoyer et de traiter des informations à la vitesse de la lumière, offrant ainsi une solution prometteuse pour les applications d’intelligence artificielle requérant d’énormes quantités de données.

Leur vitesse inégalée n’est pas le seul avantage des circuits photoniques : ils consomment également beaucoup moins d’énergie que leurs homologues électroniques. En effet, les électrons se déplacent lentement dans les matériaux, entrant en collision avec d’autres particules et générant de la chaleur, tandis que les photons circulent sans perte d’énergie et sans produire de chaleur. Grâce à cette absence de perte d’énergie, la photonique intégrée est amenée à jouer un rôle majeur dans le développement de l’informatique durable.

Bien que reposant sur des domaines scientifiques distincts et utilisant des architectures différentes, la photonique et l’électronique ont toutes deux recours à la lithographie pour définir les éléments de leurs circuits et les connecter de manière séquentielle. Les puces photoniques ne font pas appel aux transistors qui occupent les sillons de plus en plus étroits et stratifiés des puces électroniques. Cependant, leurs motifs lithographiques complexes guident les faisceaux laser à travers un circuit cohérent, formant un réseau photonique capable d’exécuter des algorithmes de calcul.

Mais pour la première fois, des chercheurs de l’école d’ingénierie et de sciences appliquées de l’Université de Pennsylvanie ont créé un dispositif photonique qui permet le traitement programmable de l’information sur la puce sans lithographie, offrant ainsi la vitesse de la photonique augmentée d’une précision et d’une flexibilité supérieures pour les applications de l’intelligence artificielle.

Ce dispositif, qui permet un contrôle inégalé de la lumière, se compose d’un gain et d’une perte optiques répartis dans l’espace. Les lasers projettent la lumière directement sur une plaquette de semi-conducteur, sans qu’il soit nécessaire de définir des chemins lithographiques.

Liang Feng, professeur aux départements de science et d’ingénierie des matériaux (MSE) et de systèmes électriques et d’ingénierie (ESE), ainsi que l’étudiant en doctorat Tianwei Wu (MSE) et les boursiers postdoctoraux Zihe Gao et Marco Menarini (ESE), ont présenté la micropuce dans une étude récente publiée dans Nature Photonics.

Les systèmes électroniques à base de silicium ont transformé le paysage informatique. Mais ils présentent des limites évidentes : ils sont lents dans le traitement des signaux, ils traitent les données en série et non en parallèle, et ils ne peuvent être miniaturisés que dans une certaine mesure. La photonique est l’une des alternatives les plus prometteuses, car elle permet de surmonter tous ces inconvénients.

« Mais les puces photoniques destinées aux applications d’apprentissage automatique se heurtent aux obstacles d’un processus de fabrication complexe où le motif lithographique est fixe, limité en termes de reprogrammation, sujet à des erreurs ou à des dommages et coûteux », explique M. Feng. « En supprimant le besoin de lithographie, nous créons un nouveau paradigme. Notre puce surmonte ces obstacles et offre une précision accrue et une reconfigurabilité ultime grâce à l’élimination de toutes sortes de contraintes liées à des caractéristiques prédéfinies ».

Sans lithographie, ces puces deviennent des centrales de traitement de données adaptables. Comme les motifs ne sont pas prédéfinis et gravés, le dispositif est intrinsèquement exempt de défauts. Plus impressionnant encore, l’absence de lithographie rend la micropuce remarquablement reprogrammable, capable d’adapter ses motifs moulés au laser pour obtenir des performances optimales, que la tâche soit simple (peu d’entrées, petits ensembles de données) ou complexe (beaucoup d’entrées, grands ensembles de données).

En d’autres termes, la complexité ou le minimalisme de l’appareil est une sorte de chose vivante, adaptable comme aucune puce gravée ne pourrait l’être. « Ce que nous avons ici est quelque chose d’incroyablement simple », explique M. Wu. « Nous pouvons le construire et l’utiliser très rapidement. Nous pouvons l’intégrer facilement à l’électronique classique. Et nous pouvons le reprogrammer, en changeant les motifs laser à la volée pour obtenir un calcul reconfigurable en temps réel pour l’entraînement sur puce d’un réseau d’intelligence artificielle ».

Une simple plaque de semi-conducteur, le dispositif est on ne peut plus simple. C’est la manipulation des propriétés matérielles de cette plaque qui est la clé de la percée de l’équipe de recherche dans la projection de lasers selon des schémas programmables dynamiquement pour reconfigurer les fonctions informatiques du processeur d’information photonique.

« Ce qui est intéressant », explique M. Menarini, « c’est la manière dont nous contrôlons la lumière. Les puces photoniques conventionnelles sont des technologies basées sur des matériaux passifs, c’est-à-dire que ces matériaux diffusent la lumière, la faisant rebondir dans tous les sens. Notre matériau est actif. Le faisceau de lumière de pompage modifie le matériau de telle sorte que lorsque le faisceau de signal arrive, il peut libérer de l’énergie et augmenter l’amplitude des signaux ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Upenn

Des chercheurs de l’Université de Chicago viennent de mettre le doigt sur un curieux phénomène; ils ont trouvé des liens entre le processus de photosynthèse, qui permet aux végétaux d’exploiter la lumière du soleil, et les condensats de Bose-Einstein, des matériaux dans un état très particulier qui fait intervenir la physique quantique. « Pour autant que je sache, ces deux disciplines n’ont jamais été connectées auparavant, donc ce résultat nous a semblé très intrigant et excitant », explique David Mazziotti, co-auteur de l’étude. Son laboratoire est spécialisé dans la modélisation des interactions complexes de la matière. Ces derniers temps, son équipe s’est intéressée aux mécanismes de la photosynthèse à l’échelle des atomes et des molécules. Plus précisément, les chercheurs se sont penchés sur le siège de cette réaction : les chloroplastes, les petites structures chlorophylliennes qui donnent leur couleur aux plantes vertes.

Lorsqu’un photon vient frapper une structure bien précise à la surface de ces chloroplastes (le photosystème II, ou PSII), cela a pour effet d’arracher un électron — une particule élémentaire chargée négativement. Ce dernier devient alors l’acteur principal d’une réaction en chaîne complexe. Le mécanisme est déjà relativement bien connu. Il a été étudié en profondeur par des tas de spécialistes, et c’est aujourd’hui l’une des pierres angulaires de la biologie végétale. Mais le départ de cet électron laisse aussi ce que les physiciens appellent un trou. Il ne s’agit pas d’une particule à proprement parler. Mais cette structure chargée positivement est aussi capable de se déplacer au sein d’un système. Elle peut donc se comporter comme un vecteur d’énergie.

Ensemble, l’électron éjecté et le trou qu’il laisse derrière lui forment un couple dynamique appelé exciton. Et si le rôle du premier est bien documenté, le comportement du second dans le cadre de la photosynthèse n’a quasiment pas été étudié. Pour combler cette lacune, Mazziotti et ses collègues ont réalisé des modélisations informatiques du phénomène. Et en observant les allées et venues de ces excitons, ces spécialistes des interactions de la matière ont rapidement remarqué quelques motifs qui leur ont semblé familiers ; ils rappelaient fortement un concept proposé par Einstein en 1925.

Imaginez un gaz où des particules qui se déplacent aléatoirement les uns par rapport aux autres, animées par leur énergie interne. En le refroidissant (ce qui revient à retirer de l’énergie au système), on force les atomes à s’agglutiner ; le gaz passe à l’état liquide, puis solide dans certains cas. Lorsqu’on le refroidit encore davantage pour s’approcher du zéro absolu, les atomes arrivent dans un état où ils n’ont quasiment plus d’énergie à disposition ; ils sont presque entièrement figés dans un état ultra-condensé, séparés par une distance si minuscule que la physique newtonienne traditionnelle ne suffit plus à l’expliquer. Sans rentrer dans le détail, dans ces conditions, les atomes (ou plus précisément les bosons) qui composent certains matériaux deviennent quasiment indiscernables. Au niveau quantique, ils forment un système unique, une sorte de super-particule où chaque constituant est exactement dans le même état (voir la notion de dualité onde-corpuscule pour plus de détails). On appelle cela un condensat de Bose-Einstein.

Ces objets ne suivent pas les règles de la physique traditionnelle. Ils affichent des propriétés très particulières qui n’existent pas dans les gaz, les liquides, les solides ou le plasma. Pour cette raison, ces condensats sont parfois considérés comme les représentants du "cinquième état de la matière". La plus remarquable de ces propriétés, c’est que les condensats de Bose-Einstein sont de vraies autoroutes à particules. D’après la physicienne américaine Louise Lerner, l’énergie s’y déplace librement, sans la moindre résistance. Même si les mécanismes physiques sous-jacents sont différents, on se retrouve dans une situation comparable à ce que l’on trouve dans les supraconducteurs.

Or, d’après les modèles informatiques créés par Mazziotti et ses collègues, les excitons générés par la photosynthèse peuvent parfois se lier comme dans les condensats de Bose-Einstein. C’est une observation particulièrement surprenante, car jusqu’à présent, cela n’a été documenté qu’à des températures proches du zéro absolu. Selon Louise Lerner, c’est aussi étonnant que de voir « des glaçons se former spontanément dans une tasse de café chaud ». Le phénomène n’est pas aussi marqué chez les plantes que dans les vrais condensats de Bose-Einstein. Mais d’après les auteurs de l’étude, cela aurait quand même pour effet de doubler l’efficacité des transferts énergétiques indispensables à la photosynthèse.

Les implications de cette découverte ne sont pas encore parfaitement claires. Mais il y en a une qui met déjà l’eau à la bouche des chercheurs : ces travaux pourraient enfin permettre d’utiliser les formidables propriétés des condensats de Bose-Einstein dans des applications concrètes. En effet, même si ces matériaux sont très intéressants sur le papier, le fait de devoir atteindre une température proche du zéro absolu limite grandement leur intérêt pratique. Aujourd’hui, ils sont utilisés exclusivement en recherche fondamentale. Mais puisqu’un phénomène comparable a désormais été modélisé à température ambiante, les chercheurs vont pouvoir essayer d’utiliser ces mécanismes pour concevoir de nouveaux matériaux aux propriétés très intéressantes.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

UChicago

Des chercheurs de l’University College London Hospital ont mis au point un médicament qui cible la protéine tau en « réduisant au silence » le gène à l’origine de sa production. La maladie d’Alzheimer est en effet notamment associée à l’accumulation de protéine tau, sous des formes anormales.

Pour cet essai de phase 1 qui a été mené entre 2017 et 2020, 46 patients ont été recrutés. Ils étaient âgés en moyenne de 66 ans, tous diagnostiqués avec une forme légère de la maladie d’Alzheimer. Les patients ayant reçu la dose la plus élevée du traitement ont vu une réduction de 50 % de la protéine après 24 semaines. Aucun effet indésirable grave n’a été signalé, l’effet secondaire le plus fréquent étant un mal de tête.

Ce premier essai a permis d’évaluer la sécurité et la dose nécessaire du traitement. Les essais futurs viseront à déterminer si ce médicament présente des avantages cliniques.

« Nous aurons besoin de recherches supplémentaires pour comprendre dans quelle mesure le traitement peut ralentir la progression des symptômes physiques de la maladie et pour l’évaluer sur des groupes de personnes plus âgées et plus nombreux, ainsi que sur des populations plus diversifiées », précise le Docteur Catherine Mummery, auteur de l’étude. Le neurologue qualifie toutefois ces premiers résultats d’« avancée significative », car ils démontrent la capacité à « cibler avec succès » la protéine tau « pour ralentir, voire inverser », la maladie d’Alzheimer.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

Des chercheurs chinois de l’Institute of Visual Neuroscience and Stem Cell Engineering, Wuhan University of Science and Technology (Chine) montre chez la souris modèle souffrant de rétinite pigmentaire que l’édition de gènes peut empêcher la dégénérescence des photorécepteurs et consolider la rétine. L’étude, publiée dans le Journal of Experimental Medicine, poursuit une voie partagée par d’autres équipes de recherche et confirme le grand intérêt de l’édition du génome dans les maladies rétiniennes héréditaires, causées par des défauts génétiques des photorécepteurs neuronaux eux-mêmes.

Des équipes de recherche ont déjà utilisé l'édition du génome pour restaurer la vision de souris atteintes de maladies génétiques, telles que l'amaurose congénitale de Leber, qui affecte l'épithélium pigmentaire rétinien, une couche de cellules non neuronales dans l'œil, qui soutient les cellules photoréceptrices à tige et à cône sensibles à la lumière.

Une équipe de l'Université de Columbia avait ainsi présenté, il y a quelques années, une nouvelle technique basée sur l’édition de gènes CRISPR, capable de restaurer la fonction rétinienne chez des souris modèles de rétinite pigmentaire, l’une des principales causes de cécité chez l’Homme. La rétinite pigmentaire peut être causée par des mutations dans plus de 100 gènes différents et on estime sa prévalence à 1 personne sur 4.000. La maladie débute par un dysfonctionnement et la mort des cellules en bâtonnets sensibles à la lumière avant de se propager aux cellules coniques impliquées dans la vision des couleurs, entraînant finalement une perte de vision irréversible.

Ici, l’équipe chinoise utilise une toute nouvelle forme d'édition du génome CRISPR, très polyvalente c’est-à-dire ayant le potentiel de corriger une grande variété de mutations génétiques pathogènes. « Cette technologie apporte en effet l’opportunité de pouvoir modifier le génome des cellules rétiniennes neurales et en particulier les photorécepteurs malades ou mourants, pour traiter les maladies telles que la rétinite pigmentaire », explique le chercheur Kai Yao, professeur à l'Université de Wuhan.

L’étude est menée sur des souris modèles de rétinite pigmentaire causée par une mutation du gène codant pour une enzyme critique appelée PDE6β. Le système CRISPR "polyvalent" appelé PESpRY, qui peut être programmé pour corriger de nombreux types de mutations génétiques, quel que soit leur emplacement dans le génome, programmé pour cibler le gène mutant PDE6β, a pu corriger efficacement la mutation et restaurer l'activité de l'enzyme dans la rétine des souris.

Cette correction permet d’empêcher la mort des photorécepteurs à tige et à cône et de restaurer leurs réponses normales à la lumière. Les souris génétiquement modifiées conservent leur vision même à un âge avancé. S’il reste encore beaucoup à faire pour établir à la fois l'innocuité et l'efficacité du système PESpRY chez l'Homme dans la « correction » de ces mutations génétiques et dans différents contextes de recherche et thérapeutiques, ces travaux marquent une nouvelle étape dans le traitement via l’édition du génome des maladies rétiniennes héréditaires telles que la rétinite pigmentaire.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

JEM

Est-il possible d’allonger la durée de vie en retardant simplement le vieillissement d’un organe, comme les intestins ? Des chercheurs et chercheuses du CNRS ont découvert comment allonger l’espérance de vie chez le poisson zèbre en réactivant un gène dans les cellules de l’intestin.

Dans une approche anti-âge et pour la santé en général, le rôle de l’intestin est primordial. Il y a plus d'un siècle, Elie Metchnikov a constaté que le vieillissement découle d'une inflammation accrue de l'intestin et l'infiltration de microbes dans la circulation sanguine. Plus nous vieillissons, moins le tube digestif joue son rôle de barrière et ainsi laisse passer certaines particules et bactéries indésirables qui entraînent le vieillissement plus rapide de l’organisme.

Dans une nouvelle étude, l’équipe de Miguel Godinho Ferreira de l’Ircan – l’Institut de recherche sur le cancer et le vieillissement de Nice (CNRS/Inserm/Université Côte d’Azur) - a étudié chez le poisson zèbre l’influence de la longueur des télomères dans les cellules de l’intestin sur le vieillissement. En effet comme chez les humains, ces extrémités de chromosomes raccourcissent plus vite dans l’intestin que dans les autres organes au cours de la vie. C’est pourquoi ce processus joue un rôle très important dans le vieillissement.

Les scientifiques ont inséré dans le poisson zèbre un fragment d'ADN permettant aux cellules intestinales de produire l’enzyme responsable de l’allongement des télomères, la télomérase. Ils ont alors observé le ralentissement non seulement du déclin de cet organe mais surtout le vieillissement de tout l’organisme.

Ce phénomène régénère la fertilité et la santé générale des individus au fil du processus normal du vieillissement et augmente la durée de vie sans risque associé de développer un cancer. La proximité entre la longueur des télomères du poisson zèbre et celle de l'Homme ouvre des perspectives pour contrer le vieillissement. En parallèle, les chercheurs souhaitent étudier les pathologies associées au raccourcissement des télomères comme le cancer, les maladies neurodégénératives, immunitaires et gastro-intestinales.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CNRS

Les patients cancéreux qui ne répondent pas à l'immunothérapie manquent de certaines cellules immunitaires, essentielles, et la stimulation de ces cellules pourrait les aider à mieux en bénéficier, souligne cette équipe de biologistes, pharmacologues et cancérologues de l'Université de Washington. Alors que ce type de thérapie est en train de révolutionner la prise en charge de nombreux cancers, mais que seule une moitié des patients ainsi traités y répondent, il devient urgent d’identifier les conditions du succès. Ces travaux, publiés dans la revue Science, mettent pour la première fois en lumière un facteur qui peut faire la différence entre réponse et non-réponse et suggèrent une nouvelle condition du succès.

Les immunothérapies font de plus en plus leurs preuves d’efficacité : dans le mélanome avancé, par exemple, la forme la plus mortelle de cancer de la peau, grâce aux immunothérapies, le taux de survie à 5 ans est passé de moins de 10 % à plus de 50 %. Le système immunitaire défend le corps contre le cancer en activant des cellules immunitaires appelées cellules T pour reconnaître et tuer les cellules tumorales. En réponse, les cellules tumorales manipulent le système de point de contrôle immunitaire – une protection qui empêche les cellules T d'attaquer par erreur les cellules saines – pour tromper les cellules T. L’immunothérapie par blocage des points de contrôle immunitaire fonctionne en contrecarrant ces ruses des cellules tumorales, permettant ainsi aux cellules T de reconnaître et de détruire les tumeurs. Ces chercheurs de St. Louis révèlent que la différence entre les patients qui répondent et ceux qui ne répondent pas à l'immunothérapie est liée à un type de cellules immunitaires, les cellules dendritiques CD5+, qui portent la protéine CD5 sur leurs surfaces externes. La recherche montre que pour différents types de cancers et donc différentes immunothérapies, le pronostic semble dépendre du nombre de cellules dendritiques CD5+ présentes dans les tumeurs.

Les chercheurs ont d’abord analysé les données du Cancer Genome Atlas, une base de données sur 20.000 tumeurs représentant 33 types de cancer. L’analyse confirme que les patients atteints de cancers de la peau, des poumons, des os et des tissus mous, du sein et du col de l'utérus s'en sortent mieux s'ils présentent des taux de cellules dendritiques CD5+ plus élevés dans leurs tumeurs ; d'autres expériences menées in vitro sur des cellules humaines et in vivo, sur des souris modèles de tumeurs, montrent que l’absence de CD5 sur les cellules dendritiques est associée à une incapacité à répondre à l'immunothérapie ; les cellules dendritiques CD5+ sont donc nécessaires pour une activité efficace des lymphocytes T contre les tumeurs. Une thérapie supplémentaire conçue pour augmenter le nombre ou l'activité des cellules dendritiques CD5+ pourrait permettre à davantage de patients atteints de cancer de bénéficier de ces nouvelles thérapies.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science

Une étude basée sur des hypothèses a montré qu'un nombre plus élevé de petites particules de HDL dans le LCR était associé à une meilleure cognition et à des niveaux plus élevés de bêta-amyloïde 42 (Aβ42), qui ont été corrélés à un risque plus faible de démence. « Avec cette étude, c'est la première fois que de petites particules de HDL dans le cerveau ont été dénombrées, » a noté dans un communiqué de presse l'investigateur de l'étude le Docteur Hussein Yassine, de la Faculté de Médecine Keck, à l'Université de Californie du Sud, à Los Angeles.

« Elles peuvent être impliquées dans la clairance et l'excrétion des peptides qui forment les plaques amyloïdes que nous voyons dans la MA (Maladie d’Alzheimer) nous supposons donc que ces petites particules de HDL pourraient jouer un rôle dans la prévention, » a ajouté Yassine.

Il existe de nombreuses preuves antérieures que les maladies cardiovasculaires et les facteurs de risque cardiovasculaire jouent un rôle important dans l'étiologie de la MA, notent les investigateurs. Les petites particules de HDL ont des propriétés neuroprotectrices, mais leur association avec la cognition est inconnue. À l'aide de l'analyse de la mobilité ionique, les chercheurs ont identifié, compté et mesuré la taille de petites particules individuelles de HDL dans le LCR et le plasma de 180 adultes en bonne santé, âgés de 60 ans et plus (âge moyen, 76,6 ans).

Un nombre plus élevé de petites particules de HDL (7 à 10,5 nm) dans le LCR était positivement associé à la performance dans trois domaines de la fonction cognitive, indépendamment du statut ε4 de l'apolipoprotéine E (APOE) : âge, sexe et années d'éducation. Ces associations étaient plus fortes chez les personnes sans déficience cognitive, suggérant un rôle des petites particules de HDL dans la prévention, notent les chercheurs.

Des niveaux plus élevés de petites particules de HDL dans le LCR étaient également significativement corrélés avec des niveaux plus élevés d'Aβ42. Les petites particules de HDL peuvent réduire le risque de MA grâce à leur capacité à échanger des lipides, affectant la composition de la membrane neuronale et les fonctions vasculaires et synaptiques, suggèrent les investigateurs.

« La confirmation du rôle des petites particules de HDL dans les premiers stades de la MA a des implications importantes pour la prévention et la gestion de la pathologie, » écrivent-ils. « Les mesures des petites particules de HDL neuroprotectrices ou de leurs composants dans le plasma et le LCR pourraient servir de biomarqueurs pour guider les futurs essais cliniques de prévention de la MA, et la détermination de leur échange entre le plasma et le LCR pourrait aider au développement de nouveaux agents thérapeutiques », ajoutent-ils. À l'avenir, les chercheurs visent à déterminer si des composants spécifiques de petites particules de HDL s'échangent à travers les barrières sanguines, cérébrale et le LCR. Ils veulent également développer des approches pour exploiter potentiellement les petites particules de HDL à des fins thérapeutiques.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EurekAlert

Grâce aux chirurgiens spécialisés de l'hôpital Necker, à Paris, le petit Lisandro, 8 mois, va bien. En septembre dernier, des chirurgiens l'ont opéré avec succès d'une grave malformation cérébrale, alors qu'il était encore un fœtus dans le ventre de sa mère. L'opération a, depuis, été reproduite par une équipe américaine, a annoncé récemment l'AP-HP, qui regroupe les hôpitaux publics parisiens.

« Une malformation anévrismale de la veine de Galien a été traitée par embolisation in utero » en septembre 2022, a précisé dans un communiqué l'AP-HP. L'opération a été dévoilée le 16 juin dernier. La première mondiale ne consiste pas dans le fait d'opérer un bébé dans le ventre de sa mère, car de nombreuses opérations de ce type ont déjà été effectuées ces dernières années, notamment pour des malformations de la moelle épinière.

Mais l'intervention réalisée à Necker a ciblé directement le cerveau du fœtus, c'est là que se trouve la prouesse. Il était atteint d'une malformation de la veine de Galien, un vaisseau sanguin cérébral. Ce problème risque très fréquemment d'aboutir au décès du nouveau-né ou, par la suite, à des séquelles graves. L'opération, elle-même très risquée, a été proposée aux parents, au vu de la quasi-certitude d'effets graves ou mortels pour le futur enfant si la malformation était restée en l'état. 

La spécificité de l'opération consiste aussi dans son caractère peu invasif : « un microcathéter a été positionné dans la veine de Galien, à travers la peau et l'utérus de la maman, puis à travers le crâne du fœtus », explique l'AP-HP.

L'intervention s'est passée sans problème en une demi-heure et surtout, l'enfant, aujourd'hui âgé de huit mois, né le 16 octobre 2022, va bien. L'AP-HP explique que « la grossesse s’est poursuivie avec une nette amélioration des fonctions cardiaques fœtales et une réduction des dimensions des veines impliquées dans la malformation mesurées en IRM ». Le nourrisson est né « cinq semaines plus tard, à terme par voie basse ». Il pesait « 3,255 kg et l’IRM cérébrale à la naissance ne montrait pas de lésions cérébrales ». « Une embolisation, cette fois via l’artère fémorale, a été réalisée au 5ème jour de vie », ajoute le communiqué, « du fait de l’apparition d’un retentissement cardio-respiratoire puis au 67ème jour de vie, permettant une guérison complète de la malformation ».

Aujourd’hui, à l’âge de 8 mois, Lisandro a un examen neurologique et cardiaque normal et se développe conformément aux enfants de son âge. « Maintenant, on sait qu’il est sauvé. Il est en vie, sans séquelle. Notre bébé miracle », se réjouit le papa du garçonnet, Marco, rencontré par Le Parisien. « Il est heureux d’être là », poursuit Elodie, « avec nous ». « Aujourd'hui à 8 mois, il est guéri », a confirmé ce vendredi sur franceinfo le professeur Yves Ville, chef du service obstétrique à l'hôpital Necker.

« C'est un espoir qui n'existait pas jusque-là pour ces formes graves de malformation », a expliqué le professeur Yves Ville sur franceinfo. « C'est une opération qui d'habitude est faite après la naissance, mais les enfants qui en bénéficient sont souvent en très mauvais état, en particulier leur cerveau et leur fonction cardiaque », a-t-il résumé. « Nous avons eu un abord direct de cette malformation vasculaire qui prive le cerveau de sang et donc d'oxygène et qui occasionne une surcharge cardiaque souvent insupportable par le fœtus ou le nouveau-né », a-t-il poursuivi.

« La technique n'était pas compliquée, mais cette tumeur est enfouie en plein milieu du cerveau, et ce qui était délicat c'était de calculer la longueur des filaments de platine qu'il allait falloir rentrer dans cette tumeur pour la ralentir sans l'obstruer », a-t-il précisé.

« Depuis des années, cette malformation est bien connue, mais rare puisqu'elle concerne une grossesse sur 50.000 », précise Yves Ville. « Et quand cette malformation s'emballe nous ne pouvons rien faire. Jusque-là, il n'y avait rien qui puisse être tenté. C'est un message d'espoir pour des situations qui nous frustrent et qui sont le drame des parents depuis des années ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

AP-HP

L'ère de la biologie synthétique a vraiment commencé : à l'occasion de la réunion annuelle de la Société internationale pour la recherche sur les cellules souches à Boston, une équipe de scientifiques dirigée par la professeur Magdalena Żernicka-Goetz, de l’Université de Cambridge et du California Institute of Technology, a annoncé qu'elle était parvenue a créer les premiers embryons humains synthétiques (développés à partir de cellules souches sans avoir besoin d’ovules ou de sperme). Ces structures cellulaires n’ont pas de cœur battant ou les débuts d’un cerveau, mais comprennent des cellules qui formeraient généralement le placenta, le sac vitellin et l’embryon lui-même.

Elles représentent les toutes premières étapes du développement humain, et pourraient permettre d'avancer plus vite dans la compréhension de plusieurs troubles, tels que les fausses couches et les maladies génétiques. Ces résultats pourraient également avoir des implications majeures pour la médecine régénérative. Si les scientifiques peuvent créer des embryons synthétiques, ils pourraient être également en mesure de créer des tissus et organes humains destinés à la transplantation, ce qui pourrait potentiellement sauver de nombreuses vies et améliorer la qualité de vie de millions de personnes dans le monde.

On ignore pour l'instant si ces structures synthétiques obtenus à partir de cellules souches auront un jour le potentiel de se transformer en créatures vivantes. Des tests d’implantation dans l’utérus ont été effectués chez les souris et les singes, mais ces embryons n’ont pas continué à se développer.

L'étude de “vrais” embryons n'est aujourd'hui possible en laboratoire que jusqu'à une limite légale de 14 jours au Royaume-Uni, et 7 jours en France. La recherche ne peut reprendre que par le biais d'échographies, à un stade de développement beaucoup plus lointain, pendant la grossesse. C'est cette période inconnue que les chercheurs espèrent pouvoir observer grâce aux organismes synthétiques et ainsi, mieux comprendre l'apparition des maladies génétiques dans l'espoir d'y remédier. Des études qui pourraient aussi comprendre et, peut-être, éviter certaines fausses-couches. Mais cette avancée remarquable soulève également de graves problèmes éthiques et juridiques, car ces entités cultivées en laboratoire n'ont pas de statut juridique clair et leur utilisation, même à des fins scientifiques et médicales précises, devra faire l'objet d'un cadre législatif et éthique spécifique au niveau européen et national... 

Il y a quelques semaines, des chercheurs de l’Institut Pasteur, de l’Inserm et de l’École Polytechnique, en collaboration avec le Centre Helmholtz et l’Université de Copenhague, ont fabriqué, in vitro, « des amas cellulaires de souris mimant sous certains aspects l’organisation de vrais embryons ». Ils ont également annoncé avoir développé une nouvelle technique qui permet de générer des embryons synthétiques de souris de manière efficace et facilement reproductible. Le but de ces recherches est cette fois de mieux comprendre les mécanismes qui orchestrent l’établissement de l’identité de nos cellules et leurs dérèglements, notamment lors de la transformation tumorale (Voir étude dans Cell).

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

The Guardian

Ces scientifiques de l’Université de Californie – San Diego viennent de développer une toute nouvelle technique, spectaculaire et moléculaire, pour ralentir le vieillissement : en travaillant sur la levure, ils ont construit une "horloge" génétique biosynthétique capable de prolonger la longévité des cellules et donc la durée de vie. Ces travaux publiés dans la revue Science ouvrent une toute nouvelle voie, empêcher les cellules d'atteindre leurs niveaux normaux de détérioration associés au vieillissement.

La durée de vie humaine est liée au vieillissement de nos cellules individuelles. Il y a déjà 3 ans, l’équipe de l'Université de Californie à San Diego avait déchiffré les mécanismes essentiels du processus de vieillissement. 2 voies distinctes empruntées par les cellules au cours du vieillissement avaient alors été identifiées. Les chercheurs ont donc eu l’idée de manipuler génétiquement ces processus pour prolonger la durée de vie des cellules.

L’équipe utilise la biologie synthétique pour concevoir une solution qui empêche les cellules d'atteindre leurs niveaux normaux de détérioration associés au vieillissement. Les cellules, y compris celles des levures, des plantes, des animaux et des humains, contiennent toutes des circuits de régulation des gènes qui sont responsables de nombreuses fonctions physiologiques, dont le vieillissement. « Ces circuits génétiques peuvent fonctionner comme nos circuits électriques domestiques qui contrôlent les appareils électroménagers par exemple », explique le professeur Nan Hao du département de biologie moléculaire de l'UC San Diego.

Une horloge qui ralentit la dégénérescence cellulaire : l’équipe révèle que, sous le contrôle d'un circuit central de régulation des gènes, les cellules ne vieillissent pas nécessairement de la même manière et a donc imaginé un processus de vieillissement intelligent, qui prolonge la longévité cellulaire en modifiant les mécanismes de vieillissement : en recâblant génétiquement le circuit qui contrôle le vieillissement cellulaire, ils ont formé une boucle de rétroaction négative qui bloque ce processus. Le circuit recâblé fonctionne comme une horloge, appelée "oscillateur de gène", qui pousse la cellule à basculer périodiquement entre 2 états âgés nuisibles, évitant ainsi un engagement prolongé dans l'un ou l'autre, et ralentissant ainsi la dégénérescence de la cellule.

Cet oscillateur a permis de prolonger considérablement la durée de vie cellulaire : « C'est la première fois que la biologie synthétique guidée par ordinateur et les principes d'ingénierie permettent de reconcevoir des circuits génétiques synthétiques, de reprogrammer le processus de vieillissement et de promouvoir efficacement la longévité ». Il y a plusieurs années, la même équipe de recherche de l'UC San Diego avait déjà découvert, en « étudiant les processus de vieillissement, que les cellules suivent une cascade de changements moléculaires tout au long de leur vie jusqu'à dégénérer et mourir. Cependant les cellules peuvent suivre des voies de vieillissement distinctes ».

Environ la moitié des cellules vieillissent par un déclin progressif de la stabilité de l'ADN, où l'information génétique est stockée. L'autre moitié vieillit en raison du déclin des mitochondries, les unités de production d'énergie des cellules. La biologie synthétique offre un énorme potentiel dans la lutte contre le vieillissement. Cette recherche fournit la preuve qu'il est possible de ralentir l'horloge du vieillissement en empêchant activement les cellules de s'engager sur une voie de déclin et de mort, et les oscillateurs de gènes apparaissent ici comme un système universel prometteur pour y parvenir.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science