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La testostérone à l’origine d’une aggravation de la surcharge en fer dans les maladies chroniques du foie

Une équipe de recherche Inserm de Toulouse vient de décrypter les mécanismes à l’origine des différences d’absorption du fer entre les hommes et les femmes et montre chez la souris, comment, avec un médicament déjà utilisé dans le traitement de certains cancers bronchiques, on peut « contrer » cette action de l’hormone mâle.

Les résultats sont publiés dans la revue Hepatology du mois d’août 2013.

Le métabolisme du fer n’est pas régulé de façon équivalente chez les hommes et chez les femmes. En conséquence, les maladies chroniques du foie associées à une capacité réduite à produire de l’hepcidine – une hormone qui inhibe l’absorption du fer par le duodénum-, sont souvent plus sévères chez les hommes que chez les femmes. C’est le cas de l’hépatite C, de la maladie alcoolique du foie et de l’hémochromatose héréditaire.

Foie

© Fotolia

Dans le but de mieux comprendre les mécanismes sous-tendant ce dimorphisme sexuel, Marie-Paule Roth et ses collaborateurs du centre de physiopathologie de Purpan (Unité mixte Inserm, CNRS, Université Paul Sabatier, Toulouse) ont tiré parti des grandes différences d’expression de l’hepcidine et de la surcharge en fer observées entre des souris mâles et femelles présentant un trouble du métabolisme du fer.

Les chercheurs ont montré que la testostérone était un répresseur puissant de l’hepcidine chez ces souris car, dans le foie, elle active les récepteurs d’un facteur de croissance, l’EGF. Or, lorsque ces récepteurs de l’EGF sont inhibés par un médicament utilisé dans le traitement de certains cancers bronchiques chez les souris mâles, la répression exercée par la testostérone est levée. La production d’hepcidine est augmentée significativement.

La castration des souris mâles s’accompagne non seulement d’une augmentation de l’hepcidine mais également d’une très forte réduction de la surcharge en fer cardiaque et pancréatique de ces souris.

En conclusion, Marie-Paule Roth et son équipe soulignent : « ces résultats indiquent que la répression de l’hepcidine par la testostérone peut avoir des répercussions cliniques chez les patients qui, pour différentes raisons, ne sont capables de produire de l’hepcidine qu’en quantité limitée ». Inhiber l’activation des récepteurs de l’EGF chez ces patients pourrait les aider à produire davantage d’hepcidine et limiterait ainsi la surcharge en fer qui aggrave le pronostic des maladies chroniques du foie, expliquent-ils.

Booster les capacités respiratoires des muscles

Une nouvelle cible pharmacologique permettant d’améliorer le fonctionnement du muscle vient d’être découverte chez la souris par l’équipe d’Hélène Duez, chargée de recherche à l’Inserm dans l’unité 1011 « Récepteurs nucléaires, maladies cardiovasculaires et diabète » (Inserm/Université Lille 2 droit et santé/Institut Pasteur de Lille) dirigée par Bart Staels. Les résultats de cette étude sont publiés dans la revue Nature Medicine datée du 14 juillet 2013.

Il existe deux types de muscles : les muscles utilisés lors d’effort de longue durée (de type marathon) et ceux utilisés lors d’efforts intenses de courte durée (de type sprint). Les chercheurs se sont intéressés au premier type, qui utilise de préférence l’oxydation des acides gras pour produire l’énergie dont les muscles ont besoin pour la contraction. Ces derniers ont la particularité d’être très riches en mitochondries, ces petites structures cellulaires qui produisent l’énergie en consommant de l’oxygène.

Dans cette étude, les chercheurs révèlent qu’une protéine, Rev-erb-α, exerce un contrôle sur l’activité des mitochondries au sein du muscle squelettique. D’après les observations des chercheurs, elle est préférentiellement exprimée dans les muscles riches en mitochondries, ceux-là même utilisés pour les efforts de longue durée. « Les souris déficientes pour Rev-erb-α n’arrivent pas à élever leur consommation en oxygène au cours d’un exercice physique et sont incapables de réaliser un exercice prolongé » explique Hélène Duez, chargée de recherche Inserm. Leurs mitochondries sont anormales. Au contraire, les souris chez lesquelles le gène Rev-erb-α est surexprimé voient leurs performances s’améliorer dans les exercices d’endurance.

Mitochondrie

Mitochondrie (coloration manuelle) © Inserm / Claude Le Goascogne

Ces travaux identifient une fonction originale de la protéine Rev-erb-α dans le contrôle de la production d’énergie du muscle via les mitochondries. Rev-erb-α module la quantité de mitochondries au sein du muscle et leur efficacité, c’est-à-dire la quantité d’oxygène consommée pour produire l’énergie nécessaire à la contraction musculaire.

« L’activation de Rev-erb-α provoque des changements similaires à ceux induits par l’entraînement des athlètes. On peut dire que cette molécule entraine une signature moléculaire semblable à celle de l’entraînement »

explique Hélène Duez, chargée de recherche à l’Inserm.

Les résultats de cette étude permettront notamment d’élaborer de nouvelles stratégies pour la conception de molécules plus actives dans le traitement par exemple des myopathies où la fonction musculaire est altérée.

Par ailleurs, Rev-erb-α est connue pour son implication dans la régulation de gènes importants pour le métabolisme des acides gras, du glucose, la formation du tissu adipeux, et enfin le fonctionnement de l’horloge biologique. Les chercheurs indiquent que leur découverte ouvre, dans un avenir plus lointain, des perspectives dans la régulation de maladies métaboliques telles que le diabète. Rev-erb-α, pourrait par exemple aider à resynchroniser l’horloge biologique, souvent perturbée chez les diabètiques de type 2, en promouvant les voies habituellement activées par l’exercice (oxydation des acides gras pour produire de l’énergie).

Diabète de type 1: autorégénérer ses cellules productrices d’insuline ?

Patrick Collombat, directeur de recherche Inserm et son équipe Avenir de l’Institut de Biologie Valrose à Nice, publient de nouveaux résultats sur le diabète de type 1. Les chercheurs montrent chez la souris que le pancréas contient des cellules capables de se transformer en cellules β productrices d’insuline et ceci à tout âge. Ils révèlent également que toutes les cellules β du pancréas peuvent être régénérées plusieurs fois et que le diabète des souris, induit chimiquement, peut ainsi être « soigné » de façon répétée. L’enjeu pour les chercheurs est désormais de montrer que ces processus sont applicables chez l’Homme.

Ces travaux sont publiés en ligne dans la revue Developmental Cell datée du 27 juin 2013

Le diabète de type 1, caractérisé par la perte sélective des cellules β pancréatiques produisant l’insuline, est une maladie touchant plus de 30 millions de personnes dans le monde. Malgré les thérapies actuelles, les patients diabétiques de type 1 présentent une espérance de vie réduite de 5 à 8 ans. C’est dans ce contexte que l’équipe Avenir « Génétique du diabète » travaille au développement de nouvelles approches visant à régénérer ces cellules.

Les chercheurs de l’Institut de Biologie Valrose (Inserm/Université Nice Sophia Antipolis) étaient parvenus en 2009 à transformer des cellules α productrices de glucagon en cellules β chez de jeunes souris. Aujourd’hui, grâce à l’utilisation de souris transgéniques, ils révèlent les mécanismes aboutissant à ce changement d’identité cellulaire. Ce sont précisément des cellules de canaux pancréatiques qui peuvent être mobilisées et littéralement transformées en cellules α puis β, et ceci à tout âge. Cette reconversion est obtenue par l’activation forcée du gène Pax 4 dans les cellules α du pancréas. La cascade d’événements qui en découle entraine la fabrication de cellules β toutes neuves, permise grâce au réveil de gènes du développement. Tout au long de ce processus, les cellules α sont régénérées et adoptent progressivement le profil des cellules β. Le pancréas dispose donc d’une source quasi inépuisable de cellules pouvant remplacer les cellules β.

La régénération de cellules β dans le pancréas

Pancreas

© Patrick Collombat / Inserm


A gauche : pancréas de souris contrôle (non diabétique)
A droite : pancréas de souris transgéniques démontrant une régénération massive des cellules β produisant de l’insuline (en rose) après induction chimique d’un diabète .

En créant artificiellement un diabète de type 1 chez les souris,

« nous avons également démontré que toutes les cellules β pancréatiques peuvent être régénérées au moins trois fois par ce mécanisme. Le diabète, ainsi induit chez la souris, peut être littéralement « soigné » de multiples fois grâce au nouveau stock de cellules β productrices d’insuline fonctionnelles »

explique Patrick Collombat, directeur de recherche Inserm et principal auteur de l’étude.

Ces résultats prometteurs obtenus chez la souris suggèrent que le pancréas contient des cellules pouvant régénérer plusieurs fois les cellules β perdues chez les diabétiques de type 1.

« Nous travaillons désormais sur la possibilité d’induire cette régénération à l’aide de molécules pharmacologiques. A partir de ces nouvelles données, nous allons nous attacher dans les années à venir, à déterminer si ces processus peuvent aussi être appliqués chez l’homme, un véritable défi pour proposer de meilleurs traitements du diabète de type 1. »  conclut-il.

Stress : il faut y être attentif !

Pressions au travail, tensions familiales, problèmes financiers … les causes de stress sont de plus en plus nombreuses. Dans le passé, plusieurs études ont montré que le stress pouvait avoir des effets négatifs sur la santé (maladies cardiovasculaires, diabète, hypertension …). Des chercheurs de l’Inserm au sein de  l’unité 1018  « Centre de recherche en épidémiologie et Santé des populations » en collaboration avec des chercheurs anglais et finlandais ont montré qu’il fallait être vigilant et accorder de l’importance aux personnes déclarant être stressées, particulièrement celles qui pensent que le stress affecte leur santé. Selon leur étude menée auprès de 7268 participants, ces personnes ont effectivement deux fois plus de risque que les autres de faire une crise cardiaque.

Ces résultats ont été publiés dans la revue European heart Journal.

Le stress est reconnu aujourd’hui comme l’un des principaux problèmes de santé. Face à une situation jugée stressante, plusieurs symptômes physiques, émotionnels, comportementaux peuvent apparaître (angoisse, difficultés de concentration, problème cutanée, migraines…). Des études passées et notamment les dernières études menées  au sein de la cohorte Withehall II[1], composée de plusieurs milliers de fonctionnaires britanniques, ont déjà montré que les modifications physiologiques associées au stress peuvent avoir un effet néfaste sur la santé.

stess au travail
 

crédit : ©Fotolia

L’équipe d’Herman Nabi, chercheur Inserm au sein de l’Unité 1018  « Centre de recherche en épidémiologie et Santé des populations » est allée plus loin et s’est intéressée aux personnes déclarant être stressées pour voir plus précisément s’il existait une association entre leur  ressenti et la survenue quelques années plus tard d’une maladie coronarienne.

A partir d’un questionnaire établi dans le cadre de la cohorte Withehall II, les participants étaient invités à répondre à la question suivante : « dans quelle mesure estimez-vous  que le stress ou la pression que vous avez vécu dans votre  vie a  une incidence sur votre santé », les participants avaient quatre choix de réponses : pas du tout », « peu », « moyennement », « beaucoup » ou « extrêmement ».

Les participants ont également été interrogés sur leur perception de leur niveau de stress, ainsi que sur d’autres facteurs pouvant influer sur leur état de santé, comme le tabagisme, la consommation d’alcool, l’alimentation et les niveaux d’activité physique. La  pression artérielle, le diabète, l’indice de masse corporelle et les données socio-démographiques, tels que l’état civil, l’âge, le sexe, l’origine ethnique et le statut socio-économique, ont également été pris en compte.

D’après les résultats, les participants ayant rapporté, au début de l’étude, que leur santé était  « beaucoup ou extrêmement » affectée par le stress avaient plus du double du risque (2,12 plus élevé) d’avoir ou de mourir d’une crise cardiaque comparés à ceux qui n’avaient signalé aucun effet du stress sur leur santé.

D’un point de vue clinique, ces résultats suggèrent que la perception qu’ont les  patients de l’impact du stress sur leur santé peut être très précise, dans la mesure où elle prédit un événement de santé aussi grave et fréquent que la maladie coronarienne.

De plus, cette étude révèle également que cette association n’est pas influencée par des différences liées aux facteurs  biologiques, comportementaux ou psychologiques entre les individus. En revanche, les capacités à faire face au stress différent grandement entre les individus en fonction des ressources à leur disposition, comme le soutien de l’entourage.

Selon Hermann Nabi,  « le message principal est que les plaintes  des patients concernant l’impact du stress sur leur santé ne devraient pas être ignorées en milieu clinique, car elles peuvent indiquer un risque accru de développer une maladie coronarienne ou d’en mourir. Les futures études de stress devraient inclure les perceptions des patients sur l’impact du stress sur leur santé ».

A l’avenir, comme le souligne Hermann Nabi, « des essais seront nécessaires pour déterminer si le risque de  maladie peut être réduit en augmentant l’attention clinique portée à celles et ceux qui se plaignent d’un effet  du stress sur leur santé ».


[1] Créée en 1985, la cohorte Withehall II constituée de fonctionnaires britanniques, contribue de façon majeure à la recherche en épidémiologie sociale et est internationalement considérée comme l’une des principales sources de connaissance scientifique sur les déterminants sociaux de la santé.

Les polluants alimentaires aggravent les problèmes métaboliques chez des souris obèses

Certains polluants alimentaires sont soupçonnés d’être impliqués dans la survenue de troubles métaboliques ou de les aggraver notamment lorsqu’ils sont ingérés dans une alimentation riche en gras. Pour mieux comprendre leurs effets, des chercheurs de l’Inserm (U1060 « Laboratoire de recherche en cardiovasculaire, métabolisme, diabétologie et nutrition » Inserm/Inra/Université Lyon 1) ont  introduit un cocktail de polluants mélangeant de très faibles doses de dioxine, PCB, Bisphénol A et phtalates dans l’alimentation de souris rendues obèses par une alimentation riche en gras. Les résultats montrent que des perturbations métaboliques surviennent chez ces souris et qu’elles diffèrent selon le sexe de l’animal. Les femelles semblent plus touchées et présentent une aggravation de l’intolérance au glucose associée à l’obésité ainsi qu’une altération de la voie œstrogénique.

Ces travaux sont publiés dans Faseb Journal.

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©Fotolia

L’obésité est un problème majeur de santé publique parce qu’elle est un facteur de risque pour le développement de complications métaboliques (diabète, maladies cardiovasculaires). C’est une maladie multifactorielle. En plus des prédispositions génétiques et du mode de vie alliant excès alimentaire et sédentarité, un faisceau de preuves suggèrent l’implication des polluants, notamment alimentaires dans l’épidémie d’obésité et ses complications métaboliques.

Les chercheurs ont formulé l’hypothèse selon laquelle les polluants alimentaires pouvaient aggraver certaines complications métaboliques déjà causées par un régime trop riche ou trop gras.

Dans cette étude, les chercheurs de l’Inserm ont nourri des souris avec un régime riche en gras, (donc déjà à risque pour la santé) couplé à un mélange de polluants à très faibles doses.  Ce régime leur a été administré tout au long de leur vie ainsi qu’à leur mère avant leur naissance et pendant les périodes de gestation et d’allaitement. Il s’agit donc d’une exposition chronique.

Deux polluants persistants[1] (dioxine et PCB) dans l’environnement et deux polluants non-persistants[2] (Phtalate et Bisphénol A) ont été ajoutés à très faible doses (normalement sans effets sur la santé) à l’alimentation riche en gras (obésogène) des souris. Ils ont été choisis pour leur présence dans l’alimentation humaine et leur activité reconnue de perturbation endocrinienne. En parallèle, des souris « contrôles » ont reçu le régime obésogène sans ajout de polluants.

Puis, les chercheurs ont réalisé des tests de tolérance au glucose et de sensibilité à l’insuline et mesuré au niveau du foie, l’accumulation des lipides et l’expression de certains gènes clés du métabolisme énergétique dans les souris adultes.

Les résultats mettent en évidence des effets très fortement dépendants du sexe de l’animal.

Mâle et femelle : des effets différents

Chez les femelles nourries avec le régime gras, l’ajout de polluants entraine une aggravation de l’intolérance au glucose ainsi qu’une altération de la voie des oestrogènes. Chez les mâles, une altération du métabolisme des lipides et du cholestérol est observée. Ces résultats sont observés en absence de modifications du poids entre les souris exposées et non exposées aux polluants.

Chez les femelles exposées, les chercheurs  poursuivent l’hypothèse d’un lien entre l’intolérance au glucose observée et l’altération de la signalisation œstrogénique. Il est, en effet, connu que les estrogènes protègent contre les maladies métaboliques. En d’autres termes, leurs travaux suggèrent que chez les femelles obèses, l’exposition aux contaminants alimentaires pourrait se traduire par une baisse de la protection exercée par les estrogènes sur les maladies métaboliques.

« Nous apportons, grâce à cette étude, une preuve de concept que de faibles doses de polluants de l’ordre des doses considérées sans effet pour l’homme ont en réalité un effet lorsque l’exposition est chronique et que les polluants sont administrés en mélange dans une alimentation enrichie en calories » souligne Brigitte Le Magueresse Battistoni.

Cette étude a été menée dans le cadre de programmes de recherche soutenus par l’institut Benjamin Delessert (2010), l’ANSES (EST-2010/2/2007) et l’EFSD (programme 2011), par Brigitte Le Magueresse-Battistoni et Danielle Naville, 2 chercheurs qui travaillent dans l’équipe 1 de l’unité CarMeN animée par Hubert Vidal


[1] Ces produits s’accumulent au fil de la chaine alimentaire dans un processus appelé bioaccumulation et se retrouvent dans nos assiettes

[2] Ces produits se dégradent plus rapidement que les précédents mais, de par leur production intensive notamment dans l’industrie du plastique, ils sont omniprésents dans notre quotidien.

Une exposition précoce au bisphénol A altèrerait l’émail des dents

Les dents seraient-elles les nouvelles victimes du Bisphénol A ? Oui, selon les conclusions des travaux de l’équipe de chercheurs dirigés par Ariane Berdal de l’Université Paris-Diderot et Sylvie Babajko, directrice de recherche Inserm au sein de l’Unité Inserm 872 « Centre des cordeliers ». Les chercheurs ont montré que les dents de rats traités avec de faibles doses journalières de BPA pouvaient être altérées. L’analyse de ces altérations montre de nombreuses caractéristiques communes avec une pathologie de l’émail des dents récemment décrite et affectant environ 18% des enfants de 6 à 8 ans.

Ces résultats sont publiés dans American Journal of Pathology

Le bisphénol A (BPA) est un composé chimique qui entre dans la composition de plastiques et de résines. Il est utilisé par exemple dans la fabrication de récipients alimentaires tels que les bouteilles et biberons. On le retrouve également dans les films de protection à l’intérieur des canettes et des boîtes de conserves ou encore sur les tickets de caisse où il est utilisé comme révélateur. Des taux significatifs de BPA ont d’ailleurs été retrouvés dans le sang, les urines, le liquide amniotique et le placenta humains. De récentes études ont montré que ce composé industriel induit des effets néfastes sur la reproduction, le développement et le métabolisme d’animaux de laboratoire. Il est fortement suspecté d’avoir les mêmes conséquences sur l’homme.

Par mesure de précaution, la fabrication et la commercialisation des biberons contenant du bisphénol A sont interdites depuis janvier 2011 en Europe. Cette interdiction s’étendra à tous les contenants alimentaires à partir de juillet 2015 en France.

Dans cette étude, la dent vient s’ajouter à la liste déjà longue des cibles du BPA.

Les chercheurs de l’Inserm ont montré que les incisives de rats traités avec de faibles doses journalières (5 microgrammes/kg/jour) de BPA pouvaient être altérées

.
Cet effet est observé dans une fenêtre de développement qui ne dépasse pas 30 jours post-natals chez le rat traduisant une fenêtre de sensibilité à l’exposition.

L’analyse de ces dents montre de nombreuses caractéristiques communes avec une pathologie de l’émail appelée MIH (Molar Incisor Hypomineralization) qui affecte sélectivement les premières molaires et incisives permanentes. Cette pathologie de l’émail est retrouvée chez environ 18% des enfants de 6 à 8 ans. Les enfants atteints par cette pathologie présentent des dents hypersensibles à la douleur et susceptibles aux caries. Il est intéressant de remarquer que la période de formation de ces dents (premières années de la vie) correspond à celle où l’individu est le plus susceptible au bisphenol A.

Des premières observations de chercheurs faisaient états de « taches blanches » sur les incisives des rats traités avec des perturbateurs endocriniens dont le bisphénol A (BPA). Les chercheurs ont décidé de définir les caractéristiques des incisives de rats traités avec du BPA à faible dose, et de les comparer à celles des dents humaines atteintes de MIH.

L’observation macroscopique des taches sur les deux séries de dents montre des similitudes, notamment un émail fragile et fracturé.

Au niveau microscopique, l’analyse de l’émail a montré une diminution significative du rapport Calcium/Phosphore  et Calcium/Carbone dans les dents atteintes. Ceci se traduit par une baisse de la quantité de minéral rendant les dents plus fragiles et susceptibles aux caries.

Enfin, l’analyse des protéines présentes dans la matrice des dents de rats a montré l’augmentation de la quantité d’énaméline une protéine clé de l’émail en formation, et l’accumulation d’albumine traduisant une hypominéralisation. L’analyse de l’expression des gènes clés de l’émail a permis de mettre en évidence deux gènes cibles du BPA : l’énaméline et la kallicréine 4.

Pour Sylvie Babajko, dernier auteur de cet article « Dans la mesure où le BPA aurait le même mécanisme d’action chez le rat et chez l’homme, il pourrait être un agent causal du MIH ». La dent pourrait donc être utilisée comme marqueur précoce d’exposition aux perturbateurs endocriniens agissant comme le BPA et aiderait ainsi à dépister des pathologies lourdes apparaissant plusieurs années après. »

dents enfants

© Fotolia

Quinze souris astronautes pour soigner les hommes

C’est un équipage inhabituel qui s’apprête à décoller du cosmodrome de Baïkonour le vendredi 19 avril 2013. Dans le cadre d’une expérience de biologie médicale menée par le CNES, l’agence spatiale française (Guillemette Gauquelin–Koch, responsable des programmes sciences de la vie) en coopération avec la Russie, 15 souris astronautes vont passer un mois en orbite autour de la Terre à bord d’un biosatellite automatique BION. L’objectif de cette mission est d’étudier les conséquences fonctionnelles d’un voyage spatial, d’une part sur le système cardio-vasculaire et, d’autre part, sur les systèmes musculaires et osseux, afin de faire avancer la recherche médicale.

Mesure des fonctions sensori-motrices de la souris à l'aide d'un test comportemental de reflexe de traction

©P Latron/Inserm


L’objectif du projet Mice Telemetry on Bion (MTB), mené en coopération avec l’Institut des problèmes biomédicaux (IMBP) de Moscou, est de comprendre les mécanismes qui régissent les changements observés dans le système cardiovasculaire en microgravité. Cinq des souris sont équipées de capteurs implantables qui mesurent en continu la pression artérielle et la fréquence cardiaque, avant, pendant et après le vol. Ce suivi permanent, rendu possible grâce à un système de télémétrie adapté par le CNES pour être fonctionnel dans l’espace et compatible avec le biosatellite, est une première mondiale. Si les capteurs implantés reprennent un système commercial couramment utilisé en recherche, il a fallu reconcevoir complètement le récepteur des signaux de pression artérielle et l’enregistrement pour recevoir des mesures en continu pendant toute la mission. Le docteur Marc-Antoine Custaud du laboratoire de Biologie Neuro-Vasculaire et mitochondriale Intégrée (Université d’Angers/CNRS/Inserm) a accompagné scientifiquement le développement de ce projet et utilisera les données résultant de l’expérience pour comprendre les dysfonctions cardio-vasculaires induites par la microgravité.

Grâce au vol Bion, des études physiologiques animales interrompues depuis quelques décennies vont pouvoir reprendre.

Laurence Vicot et son équipe (unité Inserm 1059 « Biologie intégrative du tissu osseux » à Saint Etienne) apporteront aussi leur expertise pour mieux comprendre les conséquences d’un vol spatial sur les os.

Concernant les muscles, les études seront menées par Stéphane Blanc de l’Institut pluridisciplinaire Hubert Curien de Strasbourg (CNRS/Unistra). Des prélèvements musculaires et osseux destinés aux deux laboratoires français seront donc effectués sur dix autres souris sur le site même de l’atterrissage. Le but est d’utiliser la puissance des techniques de pointe pour déterminer au niveau musculaire et osseux le fonctionnement/mal fonctionnement détaillé des réseaux métaboliques et des activités cellulaires en jeu dans les mécanismes d’adaptation. L’exploration osseuse va bénéficier des techniques d’exploration les plus sophistiquées (nanotomographie par rayonnement synchrotron, nanoindentation).

Toutes ces études, menées dans le cadre de la biologie spatiale, visent une meilleure compréhension des mécanismes et des facteurs de diverses pathologies existant sur Terre – risque cardio-vasculaire, ostéoporose et syndrome métabolique – puisque la recherche spatiale offre à l’heure actuelle les seuls modèles d’inactivité physique extrême au long cours pour tester les effets de la sédentarité.

Préparer l’homme à un vol spatial de longue durée

Le séjour en microgravité entraîne une décalcification osseuse similaire à l’ostéoporose qui touche les femmes après 50 ans et les hommes après 65 ans, ainsi qu’une fonte musculaire. Des prélèvements musculaires et osseux destinés aux 2 laboratoires français seront donc effectués sur dix autres souris sur le site même de l’atterrissage. Le but est d’utiliser la puissance des techniques d’exploration les plus avancées (protéomique, lipidomique, métabolique) pour déterminer au niveau musculaire et osseux le fonctionnement/malfonctionnement détaillé des réseaux métaboliques et des activités cellulaires en jeu dans les mécanismes d’adaptation à l’espace et comprendre comment ces phénomènes pourraient être inversés. L’exploration osseuse va bénéficier des techniques d’exploration les plus sophistiquées (nanotomographie par rayonnement synchrotron, nanoindentation).

Les objectifs à long terme sont de confronter ces résultats à ceux obtenus chez l’homme lors de simulation d’impesanteur par alitement (Bedrest) et d’ouvrir de nouvelles voies ciblées pour la mise en place de contremesures efficaces (mécanique, nutritionnelle ou pharmacologique) en support à l’exploration planétaire. Ces expériences visent à mieux comprendre les mécanismes intimes de l’ostéoporose et des syndromes métaboliques qui touchent les personnes en surpoids.

source @CNES

 

Maladie du foie : comprendre pour une meilleure prise en charge

Un certain nombre de patients hospitalisés pour des complications de cirrhose développent très rapidement un syndrome caractérisé par la défaillance aiguë du foie et/ou d’autres organes vitaux (ACLF)[1]. Jusqu’à présent, ce syndrome n’avait pas reçu de critères diagnostiques précis. Dans cette étude prospective, conduite par le Dr Richard Moreau, directeur de recherche Inserm (Unité mixte de recherche 773 « Centre de Recherche biomédicale Bichat-Beaujon »; Inserm/Université Paris Diderot) et praticien attaché dans le service d’hépatologie de l’hôpital Beaujon (AP-HP), les chercheurs ont étudié une cohorte de 1343 patients de 12 pays européens. Les résultats publiés dans la revue Gastroenterology, décrivent pour la première fois le profil spécifique des malades atteints de ce syndrome associé à la cirrhose. Ils pourraient également permettre d’affiner les règles actuelles d’attribution des organes aux malades les plus sévères, pour lesquels le risque de décès précoce est élevé.

La cirrhose est une maladie irréversible du foie. Elle se caractérise par une inflammation chronique qui entraîne la destruction des cellules hépatiques et leur régénération anarchique, sous forme de nodules. La maladie conduit à la perte des fonctions de l’organe et s’accompagne de multiples complications. Lorsque ces complications apparaissent (hémorragie digestive, infection bactérienne, accumulation de liquide dans l’abdomen…), on parle de cirrhose décompensée et les patients sont alors hospitalisés.

Un certain nombre d’entre eux développent rapidement un syndrome caractérisé par la défaillance aiguë du foie et/ou d’autres organes vitaux1 (ACLF pour « acute-on-chronic liver failure »). Ce syndrome est associé à un risque élevé de décès à un mois et n’avait, jusqu’à présent, pas de critères diagnostiques clairement établis permettant de décrire les malades qui en sont atteints.

Dans le cadre d’un consortium[2], des chercheurs de l’unité mixte de recherche 773 « Centre de recherche biomédicale Bichat-Beaujon » (Inserm/Université Paris Diderot), ont analysé les données de 1343 patients hospitalisés pour une complication aiguë d’une cirrhose entre février et septembre 2011 dans 29 services d’hépatologie localisés dans 12 pays européens[3]. Ils ont pu ainsi définir des critères diagnostiques robustes pour l’ACLF et montré qu’un tiers des patients enrôlés dans l’étude ont développé ce syndrome.

Les chercheurs ont constaté que, comparés aux patients sans ACLF, les malades développant une défaillance aiguë d’organe(s) étaient plus jeunes, souffraient plus fréquemment d’alcoolisme, avaient davantage d’infections bactériennes, des niveaux sanguins plus élevés de globules blancs et d’autres marqueurs de l’inflammation des organes.

De manière inattendue, la défaillance était plus sévère chez les patients sans antécédents de complications de cirrhose. On observait pour ces patients un nombre élevé de dysfonctionnements des organes (foie, rein, cerveau), de globules blancs dans le sang et une mortalité dans le mois qui suit l’admission à l’hôpital 15 fois plus élevée, comparés aux patients avec antécédents.

« L’identification des critères pour définir la défaillance aiguë d’organe(s) nous a permis de montrer qu’il s’agit d’un syndrome distinct des complications de cirrhose. En plus des défaillances des organes et de la forte mortalité associée, le développement de cette pathologie dépend de l’âge et des antécédents du patient. explique Richard Moreau, directeur de recherche Inserm, investigateur principal de l’étude.

Nous espérons mieux identifier les personnes à risque de décès précoce afin d’améliorer leur prise en charge. De plus, ces résultats pourraient conduire à affiner les règles actuelles d’attribution des organes pour la greffe des malades les plus sévères » conclut-il.

Foie

Le foie et la cirrhose

Le foie est un organe vital qui assure notamment le stockage du glucose et sa production ainsi que la synthèse et la dégradation d’autres produits (triglycérides, cholestérol, lipoprotéines, facteurs de coagulation).
Il y a environ 700 000 cas de cirrhose en France, dont 30 % au stade sévère, qui entrainent 10 000 à 15 000 décès par an. Le diagnostic survient en moyenne à l’âge de 50 ans.
Toutes les personnes exposées à un risque de cirrhose ne développent pas la maladie. Celle-ci ne se déclare en effet que dans 10 % à 20 % des cas.
La transplantation hépatique est le seul traitement à proprement parler de la cirrhose. Les premiers patients éligibles sont ceux dont l’espérance de vie à trois mois est la plus faible. Chaque année, environ 1 000 patients sont transplantés en France.
Consulter le dossier d’information sur le site Inserm.fr


[1] Rein, cerveau, poumon, appareil circulatoire

[2] Consortium appelé CLIF (pour « Chronic Liver Failure ») réunissant des chercheurs français et collaborateurs européens ;Richard Moreau est l’investigateur principal de la première étude conduite sous l’égide de ce Consortium..

[3] France, Belgique, Angleterre, Italie, Espagne, Allemagne, Pays-Bas, Irlande, Suisse, Autriche, Danemark, Tchéquie

Le traitement par le HDL cholestérol au secours de la thrombolyse

Découverte d’un traitement qui réduit chez le rat jusqu’à 90% les complications hémorragiques du seul traitement disponible des accidents vasculaires cérébraux (AVC)

Des travaux de recherche menés dans le service de neurologie et Centre d’accueil et de traitement de l’attaque cérébrale de l’hôpital Bichat (AP-HP/ Université Paris Diderot) et l’unité Inserm associée 698 (Pr Amarenco, Dr Olivier Meilhac) ont mis en évidence les bienfaits du bon cholestérol dans la réduction des complications hémorragiques du seul traitement disponible des accidents vasculaires cérébraux (AVC). Les résultats de cette expérimentation, conduite sur le rat, viennent d’être publiés dans Stroke .

3ème cause de mortalité en France et dans le monde et 1ère cause de handicap acquis de l’adulte, l’AVC touche chaque année 10 millions de personnes, dont 150 000 en France.

A ce jour, le traitement de référence reconnu par l’ANSM en cas d’AVC par occlusion d’une artère cérébrale consiste en l’injection intraveineuse (au pli du coude) d’un médicament appelé Actilyse® (altéplase) qui a pour objectif de dissoudre le caillot. Celui-ci permet de guérir le patient dans 40% des cas, seulement si l’injection est débutée moins de 4 heures 30 après les premiers symptômes d’AVC. Mais la complication redoutée de l’injection intraveineuse de ce médicament est la survenue d’une hémorragie cérébrale avec aggravation neurologique pouvant aller jusqu’au décès dans 6% des cas, ou sans aggravation neurologique visible dans 20% des cas.

Les chercheurs ont découvert un nouveau traitement qui pourrait diminuer jusqu’à 90% ce risque de complication hémorragique de l’altéplase.

Ce traitement est constitué de lipoprotéines de haute densité (HDL ou « bon cholestérol »), isolées à partir de plasma humain. Les HDL sont des particules chargées d’évacuer le mauvais cholestérol depuis l’intérieur des artères jusque vers le foie où il est éliminé. Elles ont d’autres actions favorables : elles sont anti-inflammatoires, anti-oxydantes, anti-protéases, évitent l’infiltration des globules blancs dans la zone d’infarctus…

En émettant l’hypothèse que, par leur effet protecteur sur la barrière sang-cerveau , les HDL pourraient protéger contre les complications hémorragiques de l’altéplase, l’équipe a administré chez des rats l’altéplase 3 heures après avoir bouché une artère du cerveau par un filament ou par un caillot. Une hémorragie a été obtenue chez 62% des rats après retrait du filament et chez 46% des rats dont l’artère a été bouchée par un caillot. Dans les deux cas, lorsque l’altéplase a été injectée conjointement avec des HDL, on observait 90% de moins de complication hémorragique. Les deux modèles (occlusion par un filament ou par un caillot) ont été utilisés pour vérifier l’effet du traitement. Le fait de trouver le même type de résultat renforce la véracité de l’effet des HDL.

« Cette découverte, si elle est confirmée chez l’homme par un essai clinique que nous comptons mener, pourrait révolutionner la prise en charge de l’attaque cérébrale et offrir de nouvelles perspectives pour améliorer la guérison des patients victimes d’AVC. On pourrait même imaginer dans l’avenir la production par génie génétique de particules qui ressembleraient aux HDL » indique le Pr Amarenco, chef du service de neurologie et Centre d’accueil et de traitement de l’attaque cérébrale de l’hôpital Bichat (AP-HP/ Université Paris Diderot) et co-directeur avec le Pr Steg de l’équipe de recherche « Recherche clinique en athérothrombose » au sein de l’Unité mixte Inserm-Université Paris Diderot 698.

Ces études sont financées en partie par l’Unité Inserm 698 et l’Association SOS-Attaque Cérébrale

accident vasculaire cérébral © S Dehaenne/Inserm

Obésité et sensibilité à l’insuline : la piste de la lipolyse

Photo : ©Fotolia

La résistance du foie et du muscle squelettique à l’action de l’insuline est un phénomène précoce dans le développement du diabète de type 2. L’équipe Inserm du « laboratoire de recherche sur les obésités » dirigé par Dominique Langin au sein de l' »Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires » (Inserm / Université Toulouse III – Paul Sabatier), montre grâce à des résultats publiés cette semaine, l’association entre la lipolyse (mobilisation des graisses en réponse à un besoin d’énergie de l’organisme) et la sensibilité à l’insuline chez l’Homme. Les chercheurs montrent aussi chez la souris que la diminution de la lipolyse, par modification génétique ou traitement pharmacologique, améliore l’action de l’insuline sur le métabolisme du glucose dans le foie et le muscle. L’inhibition de la lipolyse pourrait être utilisée dans le traitement de la résistance à l’insuline chez les personnes obèses.

Les résultats sont accessibles sur le site de la revue Plos Biology le 19 février 2013.

L’insuline est une hormone qui contrôle le taux de glucose dans le sang en contrôlant sa production par le foie et son utilisation par le muscle. Lorsque l’organisme a besoin d’énergie, en cas de jeûne ou d’exercice physique par exemple, les triglycérides stockés dans le tissu adipeux sont mobilisés sous la forme d’acides gras grâce à la lipolyse adipocytaire. Dans ce cas, les acides gras ont une action favorable puisqu’ils fournissent de l’énergie.

Mais ces acides gras peuvent également avoir une action délétère. Quand ils sont présents en trop grande quantité, comme dans le cas de l’obésité, ils se déposent au niveau des organes périphériques et perturbent l’action de l’insuline. D’autres lipides et des protéines produites par le tissu adipeux en excès sont également impliqués dans le développement de la résistance à l’insuline. (Figure 1 ci-dessous)

Figure 1 : Excès de masse grasse et résistance à l’insuline

© Inserm /  Dominique Langin

Au sein de l’Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC, Toulouse), l’équipe du Professeur Langin (Inserm, Université Toulouse III – Paul Sabatier, Hôpitaux de Toulouse), en collaboration avec d’autres équipes de l’I2MC et des équipes suédoises (Karolinska Institutet à Stockholm et Université de Lund), cherchent des moyens de traiter la résistance à l’insuline, une stratégie thérapeutique qui permettrait d’éviter l’apparition du diabète chez les personnes obèses.

Dans cette étude, ils ont mis en évidence chez la souris que la diminution de la lipolyse adipocytaire par modification génétique ou traitement pharmacologique améliore la sensibilité à l’insuline. L’exploration des mécanismes en jeu a montré que la diminution de la lipolyse provoque une réduction des flux d’acides gras dans l’organisme et s’accompagne d’une amélioration de l’action de l’insuline sur le métabolisme du glucose dans le foie et le muscle.

« Nous avons retrouvé les effets de la diminution de la lipolyse chez l’Homme en analysant les données de  cohortes de personnes obèses pour lesquelles nous avons rapporté qu’une diminution de la lipolyse était associée à l’amélioration de la sensibilité à l’insuline. Ces résultats sont d’autant plus intéressants pour la mise en œuvre d’une stratégie thérapeutique que l’inhibition de la lipolyse n’entraine pas de modification du poids corporel » explique Dominique Langin.

De façon inattendue, cette étude montre également, lors de la diminution de la lipolyse chez la souris, l’activation d’une voie métabolique particulière, la lipogenèse de novo qui permet la synthèse d’acides gras directement à partir du glucose (Figure 2 ci-dessous). Au printemps 2012, une équipe de l’université Harvard de Boston aux Etats-Unis avait proposé que l’activation de la lipogenèse de novo dans les cellules adipeuses diminue la résistance à l’action de l’insuline. Un essai clinique réalisé par l’équipe du Pr Langin au Centre d’Investigation Clinique Inserm-CHU de Toulouse montre également qu’un traitement chronique avec une molécule antilipolytique induit une augmentation de l’expression des gènes de la lipogenèse de novo dans l’adipocyte.

Figure 2 : L’inhibition de la mobilisation des graisses (lipolyse) par la cellule adipeuse diminue la résistance à l’insuline en augmentant la lipogenèse de novo.

© Inserm / Dominique Langin

Les chercheurs s’attachent désormais à identifier les médiateurs produits par la cellule adipeuse qui participent à l’amélioration de l’action de l’insuline et, d’autre part, à démontrer l’intérêt de cette stratégie thérapeutique chez des patients obèses prédiabétiques.

HOMAGE – Combattre l’insuffisance cardiaque, un enjeu à dimension européenne

Le projet de recherche HOMAGE (Heart OMics in AGEing), coordonné par l’Inserm, vient d’obtenir un financement de la Commission Européenne pour une durée de 6 ans. L’objectif étant d’identifier et de valider les biomarqueurs spécifiques de l’insuffisance cardiaque en vue de prévenir le développement de la maladie chez des patients âgés présentant un risque cardiovasculaire élevé. Dix-sept équipes de recherche venant de 10 pays vont joindre leurs efforts dans le but de proposer de nouvelles voies thérapeutiques ciblées pour traiter les patients à risque. Le projet repose sur une approche innovante dite « omique » qui vise à étudier simultanément un grand nombre de gènes, protéines ou métabolites.

Les 17 partenaires seront réunis à Nancy le 22 février pour le lancement du projet HOMAGE.

Faiez Zannad, chercheur de l’unité Inserm U1116, Centre d’Investigation Clinique P. Drouin Inserm  9501 à Nancy, coordinateur du projet HOMAGE se réjouit de l’obtention des 12 millions d’euros qui seront consacrés à combattre l’insuffisance cardiaque, maladie grave affectant les capacités du myocarde et qui touche plus de 6.5 millions de personnes en Europe. En effet, l’incidence de l’insuffisance cardiaque prend une part de plus en plus importante dans les pays industrialisés du fait du vieillissement de la population et de l’explosion des facteurs de risque cardiovasculaires tels que le diabète, l’obésité et l’hypertension artérielle.

L’insuffisance cardiaque est une des causes majeures de mortalité et de morbidité dans le monde et reste la cause d’hospitalisation la plus fréquente chez les patients âgés de plus de 65 ans.

On estime le coût socio-économique de sa prise en charge à près de 1,5 milliards d’euros par an en France[1].

Photo : ©Serimedis/Inserm

Malgré des progrès importants dans le traitement, le développement de dispositifs médicaux et la prise en charge des patients, le diagnostic de l’insuffisance cardiaque est souvent difficile notamment chez les patients atteints de pathologies multiples. Des stratégies de dépistage fondées sur la mesure de la pression artérielle, de la glycémie ou du cholestérol sanguin ont une certaine utilité pour dépister les patients à risque mais elles sont limitées car peu sensibles et spécifiques. Au cours de cette dernière décennie, plusieurs biomarqueurs diagnostiques de l’insuffisance cardiaque tels que les peptides natriurétiques ont été identifiés mais leur potentiel prédictif reste faible.

L’objectif à terme du projet HOMAGE est de proposer des marqueurs plus spécifiques et plus sensibles qui pourraient permettre un dépistage plus précoce de la maladie chez les patients à risque.

Pour y parvenir, les chercheurs ont opté pour une approche « omique ». Celle-ci repose sur la validation de candidats biomarqueurs prometteurs et fiables, identifiés par de multiples approches croisées sur de très grandes quantités de données (génomiques, protéomiques, transcriptomiques et métabolomiques). Elles permettront par la suite de connaître de nouveaux mécanismes physiopathologiques, voies de régulations et nouvelles cibles thérapeutiques dans la prévention et/ou le diagnostic de l’insuffisance cardiaque chez les personnes âgées.

Pour cette étude le consortium HOMAGE aura accès à plusieurs cohortes rassemblant plus de 30 000 patients. Les chercheurs européens identifieront dans un premier temps les candidats biomarqueurs sanguins. Ils étudieront également leur valeur prédictive pour les co-morbidités caractéristiques de l’insuffisance cardiaque et du vieillissement (insuffisance rénale, troubles cognitifs…). Dans un deuxième temps, ils étudieront au cours d’un essai thérapeutique l’individualisation d’un traitement préventif de l’insuffisance cardiaque.

Cet essai permettra ainsi d’identifier les malades ayant la plus grande probabilité de répondre au traitement avec le meilleur rapport bénéfice/risque et de définir de nouvelles cibles thérapeutiques.

Les 17 partenaires du projet HOMAGE : www.homage-hf.eu (en ligne le 21 février)

Inserm, France : https://www.inserm.fr/
Inserm U942/ Biomarqueurs et maladies cardiaques, France
Inserm UMR 1048/ Equipe 7, France
Inserm U744/ Recherche des Déterminants Moléculaires des Maladies Cardiovasculaires, France
Inserm Transfert, France : https://www.inserm-transfert.fr/
European Drug Development Hub, France : https://www.fondationtransplantation.org
ACS Biomarker, Pays-Bas : https://acsbiomarker.com/
Randox Testing Service, Royaume-Uni : https://www.randoxtestingservices.com/
Medical University of Graz, Autriche : https://www.meduni-graz.at/en/
University of Manchester, Royaume-Uni : www.manchester.ac.uk
Fundación para la Investigación Médica Aplicada, Espagne : www.cima.es
University College Dublin, Irlande : www.ucd.ie
University of Hull, Royaume-Uni : www.hull.ac.uk
Maastricht University, Pays-Bas : https://www.maastrichtuniversity.nl/
Istituto di Ricerche Farmacologiche ‘Mario Negri’, Italie : https://www.marionegri.it/mn/en/
Hannover Medical School, Allemagne : https://www.mh-hannover.de
University of Leuven, Belgique : www.kuleuven.be/english/
London School of Hygiene, Royaume-Uni : https://www.lshtm.ac.uk/
Emory University, Etats Unis : https://www.emory.edu
University of Glasgow, Royaume-Uni : https://www.gla.ac.uk/

Institutions collaboratrices:

The Trustees of Boston University, National Heart, Lung, and Blood Institute’s Framingham Heart Study, Etats Unis
Imperial College, Royaume-Uni
Steno Diabetes Center (Novo Nordisk), Danemark


[1] Fédération Française de Cardiologie

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