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Des lipides laitiers pourraient contribuer à diminuer le risque cardiovasculaire chez des populations à risque

 

Produits laitiers

Un consortium français piloté par l’Inra, en collaboration avec l’Inserm, les universités de Lyon 1 et de Clermont Auvergne, les Hospices Civils de Lyon, les Centres de Recherche en Nutrition Humaine Rhône-Alpes et Auvergne, vient de montrer que la consommation de certains lipides présents naturellement dans les produits laitiers (appelés « lipides polaires ») pourrait réduire le risque cardiovasculaire chez les femmes ménopausées et en surpoids, en réduisant leur taux sanguin de cholestérol LDL (dit « mauvais cholestérol ») et de triglycérides. Pour parvenir à cette conclusion, les chercheurs ont intégré pendant un mois un produit fromager enrichi en lipides polaires laitiers dans l’alimentation habituelle des volontaires. Les scientifiques ont montré certains mécanismes dans l’intestin pouvant expliquer les effets observés. Ces composés naturels pourraient ainsi être à l’origine d’une nouvelle stratégie nutritionnelle visant à réduire le risque cardiovasculaire parmi les populations à risque. Ces travaux sont publiés le 12 juin 2019 dans la revue Gut.

Les produits laitiers sont riches en une variété de lipides : les triglycérides mais également les lipides polaires, des lipides particuliers qui stabilisent naturellement les gouttelettes de matière grasse et que l’on retrouve en particulier dans la crème et dans le babeurre. Les lipides polaires ont un rôle physiologique crucial car ils sont des constituants essentiels des membranes cellulaires. Des expériences préalables menées sur des animaux avaient montré les effets bénéfiques des lipides polaires laitiers sur le métabolisme du foie et la régulation du taux de cholestérol sanguin. Néanmoins, jusqu’à présent, de tels effets n’avaient encore jamais été démontrés chez des volontaires humains à risque cardiovasculaire.

Les scientifiques ont voulu connaître les effets des lipides polaires laitiers sur le profil de risque cardiovasculaire de femmes ménopausées en surpoids, une population particulièrement vulnérable pour le risque coronaire. Pour cela, ils ont fait consommer quotidiennement à 58 volontaires des fromages à tartiner plus ou moins enrichis en lipides polaires laitiers, venant s’intégrer dans leur alimentation habituelle. Après un mois de consommation de produits enrichis en lipides polaires laitiers grâce à un concentré de babeurre (coproduit issu de la fabrication du beurre), l’équipe a observé une réduction significative des taux de cholestérol LDL, de triglycérides et d’autres indicateurs importants de perturbations métaboliques. Les lipides polaires laitiers ont ainsi amélioré le profil de santé cardiovasculaire des femmes ménopausées.

Les scientifiques ont ensuite cherché à mettre en lumière le mécanisme à l’origine de cet effet. Leurs travaux complémentaires suggèrent que certains des lipides polaires laitiers et le cholestérol (aussi bien d’origine alimentaire qu’endogène) formeraient dans l’intestin grêle un complexe qui ne peut pas être absorbé par l’intestin, et qui est finalement excrété dans les selles.

Ces résultats pourraient être à la base de nouvelles stratégies nutritionnelles pour diminuer des facteurs de risque cardiovasculaire chez certaines populations exposées.

Par ailleurs, ces résultats devraient contribuer à diversifier les ingrédients utilisés par l’industrie agroalimentaire. En effet, les qualités des lipides polaires laitiers pour la texture des aliments, ajoutées à leur effet protecteur potentiel sur la santé, pourraient en faire une alternative de choix à la lécithine de soja utilisée dans de très nombreux produits alimentaires et présenteraient un intérêt dans la valorisation du babeurre.

Ces travaux ont été menés dans le cadre du projet ANR VALOBAB (2012-2016), coordonné par Marie-Caroline Michalski, directrice de recherche Inra à l’unité Cardiovasculaire, Métabolisme, Diabétologie et Nutrition (CarMeN, Université Lyon 1, Inra, Inserm, Insa de Lyon). Le projet a fédéré l’interprofession laitière (CNIEL) et 6 laboratoires et centres de recherche : l’unité Carmen à Lyon, avec la participation du CRNH Rhône-Alpes, l’Unité de nutrition humaine et l’unité Microbiologie, environnement digestif et santé (Inra, UCA) à Clermont-Ferrand, avec la participation du CRNH Auvergne, l’unité Science et technologie du lait et de l’œuf (Inra, Agrocampus ouest) à Rennes, l’ENILIA (Surgères, avec la participation d’ACTALIA Produits Laitiers et Philolao), et l’ITERG (Bordeaux). Le projet VALOBAB a été soutenu par l’ANR (ANR-11-ALID-007) et labellisé par le pôle de compétitivité VALORIAL (L’Aliment de Demain).

Cette étude clinique, dont les Hospices Civils de Lyon sont promoteurs, a également été financée par le PHRC-I VALOBAB.

Un nouveau marqueur d’athérosclérose sur les rails

Dépôts lipidiques dans une artère ©Inserm/Coutard, Michèle

Une équipe de chercheurs de l’Inserm et de l’université de La Réunion propose un nouveau traceur radioactif pour repérer les plaques d’athérome présentes dans la paroi des artères et pouvant entraîner un risque d’accident cardiovasculaire. Testée chez la souris et ex vivo chez l’humain, cette molécule appelée Darapladib se fixe spécifiquement à une enzyme surexprimée dans ces plaques et permet ainsi de localiser ces dernières par imagerie. Cette étude, parue dans ACS Medicinal Chemistry Letters, ouvre de nouvelles perspectives dans l’élaboration d’outils de prévention clinique des accidents cardiovasculaires.

Les plaques d’athérome représentent un risque majeur d’accident cardiovasculaire. Il s’agit d’amas essentiellement composés de lipides qui se fixent dans la paroi des artères et obstruent partiellement la circulation sanguine, on parle alors d’athérosclérose. Ces plaques peuvent aussi se rompre et boucher l’artère à distance, entraînant par exemple, selon l’artère concernée, un accident cardiaque ou un accident vasculaire cérébral.

Actuellement, le dépistage des plaques au niveau de la carotide se fait par échographie : si l’artère est obstruée à plus de 70 %, le patient est généralement opéré pour retirer le segment obstrué. Néanmoins ce critère présentant des limites, le développement d’outils complémentaires est un enjeu pour les cliniciens.

Des chercheurs de l’Inserm et de l’université de La Réunion travaillent sur l’un de ces outils potentiels : le Darapladib. Initialement, cette molécule avait été développée pour réduire le risque d’infarctus du myocarde et de mort cardiovasculaire. En exploitant sa capacité à reconnaître spécifiquement l’enzyme Lp-PLA2 − fortement surexprimée dans les plaques d’athéromes instables − les chercheurs espéraient réussir à ralentir voire inverser le processus de formation des plaques d’athérome. Cependant la molécule n’a pas eu l’effet thérapeutique escompté. « Cela ne remet pas en cause sa très forte affinité pour la Lp-PLA2, explique Olivier Meilhac, directeur de recherche Inserm responsable de l’étude, s’en servir comme traceur au niveau de la carotide pourrait permettre de repérer des plaques à risques pour aider à prendre la décision d’opérer ou non. »

Pour en faire un traceur visible par imagerie nucléaire (tomographie par émission de positons ou TEP), l’équipe de recherche a dû transformer la molécule originelle en molécule radioactive. C’est en effet le signal radioactif qui est détecté par la machine et qui permet d’observer les sites de fixation du Darapladib dans l’organisme.

Cette nouvelle application pour ce médicament obsolète a fait l’objet d’un brevet déposé par Inserm Transfert et l’université de La Réunion.

Les chercheurs ont ensuite testé leur Darapladib marqué radioactivement au fluor-18 en le comparant à du glucose radioactif (18F-FDG) utilisé en routine pour suivre les cellules cancéreuses. Ils ont injecté l’un ou l’autre de ces produits par voie sanguine chez des souris atteintes d’athérosclérose puis ont observé les vaisseaux touchés par TEP. Ils ont constaté une concentration importante de Darapladib au niveau des plaques alors que le signal du 18F-FDG était faible.

Figure 1. 18F-Darapladib et 18F-FDG dans des aortes et coeurs de souris KO ApoE. Le cœur a été retiré pour faciliter la dissection de l’aorte et est représenté par un cercle hachuré orange.

Puis ils ont incubé ces produits avec des fragments de carotides humaines présentant des plaques d’athéromes provenant d’interventions chirurgicales et ont observé les mêmes résultats.

Figure 2. Accumulation ex vivo de 18F-Darapladib comparé au 18F-FDG dans des carotides humaines. 1a) clichés macroscopiques ; 1b) images TEP ; a) plaque non compliquée ; b) plaque compliquée.

Grâce à de futurs essais précliniques et cliniques, il va maintenant falloir confirmer l’intérêt de diagnostic clinique du Darapladib et vérifier si la concentration de sa cible, la Lp-PLA2, au niveau de certaines plaques est véritablement associée au risque de rupture.

Fertilité, endométriose : l’Inserm fait le point sur les recherches

©2019 Flore Avram/Inserm

Aujourd’hui, environ un couple sur 8 consulte pour des difficultés à procréer. Les raisons sont probablement liées au fait que les projets parentaux ont lieu plus tardivement qu’autrefois, ou encore que les couples consultent plus facilement en mettant de côté les tabous liés à l’infertilité. Ainsi, l’infertilité est devenue un problème de santé publique et la communauté scientifique se mobilise.

Où en sont les recherches sur ces questions au cœur des problématiques sociétales actuelles ? Quel est leur transfert possible vers la clinique ? Les axes de recherche sur les troubles de la fertilité sont nombreux. L’objet de ce point presse n’est pas de les aborder de manière exhaustive mais d’évoquer les secteurs sur lesquels la recherche avance.

Quand la recherche avance, c’est la santé de tous qui progresse.

  1. Recherche contre l’infertilité

On parle d’infertilité au sein d’un couple lorsque celui-ci n’a pas réussi à avoir un enfant de manière naturelle après 12 mois de tentative. Cette définition englobe des situations de stérilité totale, sans espoir de conception naturelle, et une majorité de cas d’hypofertilité, c’est-à-dire de couples ayant des chances réduites  –  mais non nulles  –  d’obtenir une grossesse.

On classe ces infertilités en 4 catégories selon leur origine :

–  30 % sont d’origine féminine ;

– 30 % sont d’origine masculine. Chez l’homme, l’azoospermie, et l’oligospermie sont les deux principales causes d’infertilité identifiées à ce jour ;

– 30 % sont d’origine féminine et masculine, c’est-à-dire qu’elles sont liées à un déficit de fécondité qui touche les deux partenaires ;

– 10 % de cas sont inexpliqués.

Chez la femme, à l’exception des causes mécaniques tubaires – lorsque les trompes sont altérées ou bouchées (le plus souvent suite à une infection) –  ou utérines, l’endométriose et les anomalies de l’ovulation sont les causes d’infertilité les plus fréquentes.

Parmi les anomalies de l’ovulation, on retrouve, entre autres, le syndrome des ovaires polykystiques (ce syndrome touche environ 10 % des femmes dans le monde), l’hyperprolactinémie et l’insuffisance ovarienne primaire (qui peut être aussi secondaire aux effets de la chimiothérapie).

La recherche actuelle vise, d’une part, à mieux comprendre les causes des infertilités et,  d’autre part, à rechercher de nouveaux traitements ou prises en charge ayant pour objectif d’augmenter les chances de procréer.

1.1. Mieux comprendre les causes

Approche génétique

La recherche des causes génétiques de l’insuffisance ovarienne est un axe sur lequel de nombreux chercheurs travaillent. Certains gènes ne fonctionnent pas ou fonctionnent mal dans plusieurs troubles de la fertilité. L’un des domaines de recherche en pleine expansion, notamment du fait de l’amélioration des méthodes de criblage à haut débit, est la recherche de variants génétiques.

Le laboratoire Inserm de Nadine Binart travaille, par exemple, sur l’insuffisance ovarienne primaire (IOP) caractérisée par une incapacité de maturation des follicules ovariens ou une perte du pool des follicules de réserve. À partir de l’analyse de l’ADN de femmes atteintes d’IOP, les chercheurs travaillent à isoler dans leur patrimoine génétique les gènes impliqués/altérés. Cette approche aide à mieux comprendre les pathologies mais ne peut pas permettre de traiter spécifiquement ces femmes car, lorsque l’ovaire ne contient plus d’ovocytes, la stérilité est définitive. En revanche, une prise en charge préventive peut être déclenchée si l’anomalie génétique est retrouvée avant que le stock de follicules soit totalement épuisé – lors d’une enquête familiale par exemple. C’est le rôle de la recherche clinique qui permet de pallier ces maladies lorsque des mutations sont identifiées dans des familles atteintes, d’informer les jeunes patientes sur le risque de voir leur ovaire s’appauvrir en ovocytes au fil du temps et éventuellement de mettre en place des techniques de préservation de la fertilité.

Approche hormonale : exemple de la kisspeptine et de la prolactine

Il est bien établi que l’allaitement entraîne à la fois une augmentation de la sécrétion de prolactine (PRL) par l’hypophyse et inhibe les capacités d’une femme à ovuler. Ceci empêche la survenue d’une nouvelle grossesse. Il existe des situations pathologiques où la PRL augmente : c’est le cas des tumeurs situées sur l’hypophyse sécrétant cette hormone. Ces hyperprolactinémies, responsables de troubles des règles et d’infertilité, sont une cause majeure d’anovulation. L’équipe Inserm de Jacques Young et de Nadine Binart a permis, en 2011, de décortiquer le mécanisme sous-jacent du blocage du fonctionnement ovarien. Les chercheurs ont démontré, en utilisant un modèle de souris de la maladie,  que la PRL inhibe la  sécrétion d’une neuro-hormone appelée kisspeptine. Or, cette kisspeptine est le point de départ de toute la cascade hormonale responsable de la cyclicité ovarienne. Dans un modèle de souris, l’administration de kisspeptine a permis de rétablir le fonctionnement cyclique des ovaires malgré l’hyperprolactinémie.

Cette découverte physiopathologique explique pour la première fois le lien entre l’infertilité et l’hyperprolactinémie et permet une ouverture thérapeutique originale. La validation de ce concept chez la femme vient d’être réalisée[1] ce qui permettra de proposer une alternative thérapeutique en cas de résistance aux médicaments actuels.

1.2. Préserver la fertilité : axes de recherche et derniers résultats

Depuis plusieurs années, des consultations spécialisées dites d’oncofertilité se sont largement développées et doivent maintenant faire partie intégrante du parcours de soin des patientes jeunes atteintes de cancer. Plusieurs techniques dites de préservation de la fertilité visant à cryoconserver des gamètes ou à préserver les capacités reproductives sont aujourd’hui disponibles et d’autres sont en cours de développement. En France, ces démarches s’inscrivent, depuis 1994, dans les différentes lois de bioéthique. L’article L.2141 11, modifié par la loi 2011-814 du 7 juillet 2011 prévoit que « Toute personne dont la prise en charge médicale est susceptible d’altérer la fertilité, ou dont la fertilité risque d’être prématurément altérée, peut bénéficier du recueil et de la conservation de ses gamètes ou de ses tissus germinaux, en vue de la réalisation ultérieure, à son bénéfice, d’une assistance médicale à la procréation, ou en vue de la préservation et de la restauration de sa fertilité ». Par ailleurs, le plan Cancer 2014-2019 a intégré des mesures de préservation de la fertilité stipulant que « l’accès aux traitements du cancer et en particulier aux traitements innovants, doit être garanti à tous les malades ».

Améliorer la conservation des gamètes

Plusieurs techniques permettant de cryoconserver des gamètes des femmes sont aujourd’hui disponibles. La congélation d’ovocytes matures ou d’embryons obtenus à partir de ces ovocytes représente la méthode de référence. Cependant, elle ne peut être réalisée chez les jeunes filles prépubères, lorsque le traitement doit être débuté en urgence. Elle peut également être problématique dans le cadre de pathologies hormono-sensibles. Aussi, d’autres techniques, bien qu’encore considérées comme expérimentales, peuvent être proposées dans ces situations.

Actuellement l’amélioration des méthodes disponibles et le développement de nouvelles stratégies sont un enjeu majeur en oncofertilité. C’est l’objet d’un des axes de recherche de l’équipe Inserm de Nadine Binard et Charlotte Sonigo en collaboration avec le Pr Michael Grynberg.

Utiliser l’hormone anti-müllérienne

La chimiothérapie fait baisser la fertilité en exerçant une toxicité directe sur les ovaires. Couramment utilisé dans le traitement du cancer, le cyclophosphamide provoque une destruction massive des cellules germinales contenues dans les follicules ovariens. Les chercheurs viennent de montrer, dans un modèle de souris, qu’un traitement par l’hormone anti-müllérienne, normalement secrétée par les ovaires, permettait de limiter la réduction du stock de follicules lors d’une chimiothérapie. L’hormone anti-müllérienne constitue ainsi une nouvelle promesse pour préserver la fertilité.

1.3. L’apport des nouvelles technologies : L’intelligence artificielle au service de la recherche en reproduction

Le stock des cellules germinales, contenues dans les follicules, constitue la réserve ovarienne. L’évaluation de la quantité de ces cellules germinales est couramment utilisée pour comprendre la physiologie ovarienne ou mesurer l’impact de l’environnement sur les ovaires. La méthode de référence utilisée chez la souris est longue et fastidieuse. Les chercheurs de l’Inserm viennent de développer, avec une entreprise spécialisée dans l’intelligence artificielle, une méthode d’intelligence artificielle automatisée de comptage folliculaire par  deep learning[2]. Ce nouvel outil sera disponible pour la communauté scientifique s’intéressant à la fertilité permettant un grand gain de temps et une meilleure reproductibilité des données.

 

  1. Recherche contre l’endométriose

L’endométriose est un syndrome complexe caractérisé par un processus inflammatoire chronique dû à la présence de tissu semblable à la muqueuse utérine en dehors de l’utérus. Cet « utérus ectopique » continue à fonctionner sous l’influence des hormones ovariennes provoquant chez certaines femmes de fortes douleurs et parfois une infertilité. En parallèle d’une médiatisation importante, notamment sous l’impulsion des associations de malades, la ministre de la Santé a annoncé un plan d’action pour renforcer la prise en charge de l’endométriose. Au niveau de la recherche, il existe une explosion des études sur le sujet depuis les 5 dernières années. Environ 1200 articles par an sont produits par les chercheurs du monde entier pour faire avancer les connaissances sur cette pathologie.

Qu’est ce que l’endométriose ?

©2019 Flore Avram/Inserm 

  • 1 femme sur 10 serait concernée par une forme d’endométriose
  • les localisations des lésions d’endométriose sont hétérogènes
  • le reflux de cellules de l’endomètre au moment des règles existe chez 90 % des femmes mais seules 10 % développent une pathologie
  • 4 stades sont classiquement décrits pour la maladie en fonction de l’étendue des lésions et de leur profondeur ; cependant, il n’y a pas de corrélation entre les symptômes et la sévérité de la maladie
  • on distingue 3 formes d’endométriose : l’endométriose superficielle ou péritonéale, l’endométriose ovarienne (ou kyste endométriosique, ou endométriome) et l’endométriose profonde.

2.1. Mieux comprendre les causes

L’approche épidémiologique

Aujourd’hui peu de choses sont connues sur les causes de l’endométriose, son évolution naturelle et les facteurs qui influencent sa progression. L’apport de la recherche en épidémiologie est primordial pour faire avancer ces connaissances. Seules quelques grandes cohortes épidémiologiques permettant d’explorer ces aspects existent à travers le monde. En termes d’exploration des facteurs de risque d’endométriose, la plus grande à ce jour est une cohorte de 116 430 infirmières américaines âgées de 25 à 42 ans en 1989. Parmi les facteurs de risques identifiés dans la littérature et confirmés dans cette cohorte : un faible poids de naissance, des menstruations précoces, un faible indice de masse corporel et des cycles menstruels courts (moins de 24 jours)[3]. Néanmoins, au-delà de ces facteurs, peu de connaissances sont disponibles sur les causes de la maladie, et son histoire naturelle est largement inconnue. Une revue de la littérature parue en août 2018 a permis de dresser le tableau suivant :

* L’association positive entre le tabagisme et la diminution du risque d’endométriose pourrait trouver une explication dans l’effet anti-oestrogénique du tabac. Cette observation viendrait confirmer l’intérêt thérapeutique des antiestrogènes pour  lesquels il existe des médicaments beaucoup plus recommandables que la cigarette dont les effets nocifs sont largement documentés.

Afin de mieux comprendre cette maladie, plusieurs projets épidémiologiques voient le jour en France sous l’impulsion de l’équipe de Marina Kvaskoff, épidémiologiste et chercheuse à l’Inserm. Parmi ceux-ci, une cohorte de patientes dédiée à l’étude de l’endométriose vient d’être mise en place : la cohorte ComPaRe-Endométriose. L’objectif de l’équipe scientifique est d’atteindre un nombre suffisamment important de femmes incluses dans cette cohorte pour obtenir des résultats robustes aux nombreuses questions encore en suspens sur cette pathologie. En moins de 6 mois, déjà plus de 8000 femmes participent à l’étude. L’équipe vise à recruter 15 à 20 000 participantes ; un large appel à participation est lancé aux femmes atteintes d’endométriose ou d’adénomyose (endométriose restreinte au muscle de l’utérus) pour accélérer les recherches sur ces pathologies, en répondant simplement à des questionnaires en ligne sur leur vécu de la maladie (https://compare.aphp.fr/). Les premiers axes de recherche sont d’explorer l’histoire naturelle de la maladie (évolution des symptômes et des caractéristiques de la maladie au cours du temps), et d’identifier les facteurs déterminant sa progression et ceux menant à une meilleure réponse au traitement. L’étude permettra également de décrire les circonstances du diagnostic et les parcours de soin des patientes, et d’examiner l’impact de la maladie sur leur quotidien.

L’étude de l’endométriose fait également l’objet de projets au sein d’autres grandes cohortes françaises, comme la cohorte CONSTANCES, une étude prospective de 200 000 hommes et femmes (105 000 femmes) représentative de la population française. L’équipe de Marina Kvaskoff a développé un projet de recherche épidémiologique qui permettra de déterminer la prévalence et l’incidence de la maladie en France ainsi que d’explorer ses facteurs de risque dans cette cohorte. D’autres travaux sont en développement et seront menés à terme dans d’autres cohortes.

La piste de l’environnement

Plusieurs études épidémiologiques ont exploré les associations entre les produits chimiques organochlorés (solvants, pesticides, insecticides, fongicides…) et l’endométriose, mais les résultats ne sont pas uniformes. Une méta analyse française de 17 études[4] a été publiée en février 2019 pour essayer de tirer des résultats plus robustes. Le risque de développer une endométriose était de 1,65 plus élevé chez les femmes exposées aux dioxines ; 1,70 pour celles exposées aux polychlorobiphényles (PCB) et 1,23 pour les pesticides organochlorés. Bien qu’elles soient statistiquement significatives, ces estimations doivent être considérées avec prudence en raison de leur hétérogénéité notable entre les études et de la faible ampleur de l’effet estimé. Le niveau de preuve a été jugé  » modéré  » avec un risque  sérieux  de biais ce qui justifie la nécessité de mener d’autres recherches épidémiologiques bien conçues pour combler les lacunes persistantes des données.

L’approche génétique et épigénétique pour un dépistage précoce

Le dépistage de l’endométriose à des stades précoces et en l’absence de symptômes permettrait une meilleure prise en charge des patientes. Si l’héritabilité de l’endométriose a été évaluée à 50 %, elle est très complexe et manifestement très polygénique. De nombreux gènes candidats ont été étudiés de ce point de vue dans des analyses de prédisposition à la maladie. Les premiers résultats ont montré qu’il n’existe pas un gène de l’endométriose mais que l’existence de variants génétiques caractéristiques de la pathologie pourraient permettre de diagnostiquer celle-ci et d’améliorer la prise en charge des patientes En 2017, les efforts de la communauté internationale ont permis d’identifier au total 14 variants (situés dans les gènes WNT4, GREB1, ETAA1, IL1A, KDR, ID4, CDKN2B-AS1, VEZT, FN1, CCDC170, SYNE1, FSHB et dans les régions chromosomiques 7p15.2 et 7p12.3). Ces 14 gènes sont impliqués dans la prolifération et le cycle cellulaire, l’adhésion et la matrice extracellulaire et l’inflammation, ce qui fait sens en matière d’endométriose. Néanmoins, chacun des variants identifiés n’explique qu’une part limitée de la variation génétique dans l’endométriose. La combinaison d’allèles à risque chez une patiente pourrait dans l’avenir donner une probabilité d’être atteinte utilisable pour diagnostiquer les patientes et les classer en fonction du type d’endométriose et de sa gravité.

Par ailleurs, l’existence de marques épigénétiques spécifiques de l’endométriose pourrait aussi permettre en théorie le dépistage précoce. Les cellules endométriosiques présentent effectivement des anomalies épigénétiques spécifiques qui modifient l’expression des principaux facteurs de transcription. Toutefois, on ne sait pas comment les interactions entre les cellules épigénomiques défectueuses et les gènes mutés des cellules épithéliales contribuent à la pathogenèse de l’endométriose.

La piste des microARN

La génétique est cependant insuffisante pour rendre compte de l’endométriose dans sa complexité. Les gènes n’interviennent dans le phénotype qu’en tant qu’ils sont exprimés. La régulation de cette expression passe par des mécanismes moléculaires épigénétiques. De ce point de vue, la plupart des études porte sur la recherche de microARN qui « marqueraient » la maladie. Pour l’instant, plusieurs ont été identifiés dans le plasma des patientes, avec cependant une reproductibilité très mauvaise d’une équipe à l’autre. Par exemple, une étude publiée en 2013[5] identifie quatre miARN seulement (miR-199a, miR-122, miR145* et miR-542-3p) comme suffisant pour classer, avec très peu d’erreurs, les patientes. Néanmoins, la confirmation sur des cohortes indépendantes des résultats de cet article tarde à venir. Une explication possible est le fait que l’extraction des ARN circulants demeure très hétérogène d’une étude à l’autre, peut-être en relation avec les outils techniques utilisés lors de l’extraction. Dans l’avenir, de nouvelles approches plus exhaustives pourraient apporter des résultats plus homogènes.

L’approche cellulaire : le stress oxydatif

Plusieurs études ont montré une augmentation du stress oxydatif dans le sérum des femmes atteintes d’endométriose. Le stress oxydatif est un mécanisme très général induisant et causé par l’inflammation. Face une maladie douloureuse, comme l’endométriose, trouver des altérations liées au stress oxydatif n’est pas surprenant. Dans des modèles murins, un traitement par des antioxydants ( N acetyl cystéine) a permis la réduction des lésions endométriosiques.

Par ailleurs, par une approche menée par les chercheurs de l’Institut Cochin, parmi les cascades de gènes dérégulées dans la lésion d’endométriose, ils ont trouvé de nombreux gènes liés au métabolisme du glutathion. Ce tripeptide joue un rôle clef dans la détoxification du peroxyde d’hydrogène, molécule majeure du stress oxydatif. La dérégulation négative en particulier des gènes GCLM et GCLC cruciaux pour la synthèse du glutathion, pourrait expliquer un accroissement du stress oxydatif dans les lésions d’endométriose.

La piste de la défaillance immunitaire ?

La survie des cellules endométriosiques à l’extérieur de l’utérus pourrait être liée à un mauvais fonctionnement du système immunitaire duquel résulterait une inflammation chronique locale, et un échec de ll’élimination de ces cellules ectopiques. Les mécanismes immunitaires en jeu restent mal compris, mais plusieurs éléments pointent à une dérégulation des cellules du système immunitaire, tels que les macrophages et les lymphocytes B. Les macrophages sont des cellules de l’immunité innée participant à l’inflammation et à l’élimination des débris cellulaires. Il a été montré que les macrophages de patientes souffrant d’endométriose favorisaient la croissance des cellules endométriosiques in vitro. Les lymphocytes B sont des cellules de l’immunité adaptative, et sont responsables de la fabrication d’anticorps. Leur dérèglement dans l’endométriose est illustré par une activation importante et la présence d’auto-anticorps contre des antigènes de l’endomètre. D’autres cellules immunitaires sont également impliquées et une recherche active pour mieux comprendre leur implication est en cours.

2.2. Les traitements : axes de recherche et derniers résultats

Changer les modalités du diagnostic : vers la fin de la chirurgie

Avant d’envisager un traitement, la première étape est de réduire le temps de diagnostic de l’endométriose aujourd’hui estimé entre 7 et 10 ans après l’apparition des premiers symptômes. Pour cela, médecins et chercheurs travaillent à l’élaboration d’un score diagnostique, basé sur une dizaine de questions à partir desquelles le médecin pourra poser un diagnostic  fiable à 85-90 %. Ce score pourra être complété si nécessaire par des examens d’imagerie qui, si ils sont réalisés et interprétés par des personnels médicaux formés, peuvent tout à fait renseigner le diagnostic d’endométriose.

Médecins et chercheurs s’accordent à dire qu’il contre-indiqué de pratiquer des chirurgies à visée diagnostiques pour l’endométriose.

Les 3 piliers du traitement

Le traitement médicamenteux, la chirurgie et  l’assistance médicale à procréation (AMP) sont les 3 seules approches existantes pour traiter les symptômes de l’endométriose et ses éventuelles conséquences sur la fertilité. L’enjeu majeur  – en l’absence de nouveaux traitements – est de bien comprendre quel rôle joue chacune des composantes de cet arsenal thérapeutique afin de l’utiliser à bon escient.

Le traitement médicamenteux repose sur le blocage des fonctions ovariennes pour créer une ménopause artificielle via des contraceptifs pris en continu. Ces traitements doivent être personnalisés et adaptés à chaque patiente (estroprogestatifs, progestatifs, analogues de la GnRH. Ils doivent être prescrits en première intention chez la femme sans désir de grossesse et ce afin de réduire les douleurs liées à cette pathologie.

Lors d’un projet de grossesse, l’AMP et la chirurgie peuvent être envisagées. Avant tout geste chirurgical, le recours à l’AMP doit être systématique afin de maximiser les chances de concevoir un enfant pour les couples qui le souhaitent. La chirurgie ne doit  pas être utilisée chez des femmes sans projet d’enfant pour lesquelles le traitement médicamenteux fonctionne. La chirurgie de l’endométriose peut être très invasive et invalidante (résection de certaines parties du côlon, risque élevé d’abîmer la réserve ovarienne en cas de retrait de kyste ovarien etc.,) et, en ne traitant pas la cause,  n’empêche pas la maladie de revenir. Là encore, médecins et chercheurs s’accordent sur le fait qu’une femme opérée jeune présente un risque important que les lésions endométriosiques reviennent et soient à nouveau problématiques au moment d’un éventuel souhait de grossesse.

Tout doit donc être fait pour que la chirurgie ne soit plus le traitement de référence de l’endométriose comme cela a été trop le cas dans le passé.

Aujourd’hui, certaines formes d’endométriose – notamment celles qui touchent les ovaires – sont une indication permettant aux femmes d’avoir accès aux différentes techniques de préservation de la fertilité.

L’apport des nouvelles technologies : l’exemple des ultrasons haute-fréquence

A Lyon, des équipes de cliniciens chercheurs sous l’impulsion du Pr Gil Dubernard (Hospices Civils de Lyon et unité Inserm 1032 LabTAU) ont mis au point un traitement de l’endométriose rectale à base d’ultrasons. Lorsque l’endométriose infiltre la paroi rectale, elle est responsable de douleurs rectales invalidantes qui peuvent altérer la qualité de vie. Après échec du traitement médical, une chirurgie est souvent proposée qui consiste à retirer une partie ou la totalité du rectum et nécessite parfois une dérivation digestive (anus artificiel) transitoire.

Une étude clinique de phase I menée sur 11 patientes a démontré en 2017 que les ultrasons de haute intensité peuvent être une alternative intéressante à la chirurgie. En effet, en quelques minutes, grâce à une sonde à ultrasons introduite par voie rectale, la lésion est « désensibilisée ». Afin de confirmer ces premiers résultats, un nouvel essai incluant 12 patientes s’est terminé le 1er avril 2019. L’analyse des données est en cours et sera bientôt disponible.

En parallèle et en collaboration avec la société EDAP-TMS (promotrice des essais cliniques), le laboratoire Inserm dédié aux ultrasons thérapeutiques dirigé par Cyril Lafon, le LabTAU (Université Claude Bernard Lyon 1/Inserm), travaille sur l’optimisation des conditions de délivrance des ultrasons (insonification) et l’amélioration de l’ergonomie de la sonde pour augmenter le nombre de patientes éligibles à ce nouveau traitement.

Cette thérapeutique innovante permettra très probablement de remplacer une bonne partie des chirurgies rectales réalisées pour cette maladie fonctionnelle qui guérit à la ménopause.

 

[1] Hypothalamic-Pituitary-Ovarian Axis Reactivation by Kisspeptin-10 in Hyperprolactinemic Women With Chronic Amenorrhea.

Millar RP, Sonigo C, Anderson RA, George J, Maione L, Brailly-Tabard S, Chanson P, Binart N, Young J.

[2] Sonigo C, Jankowski S, Yoo O, Trassard O, Bousquet N, Grynberg M, Beau I, Binart N. High-throughput ovarian follicle counting by an innovative deep learning approach. Sci Rep. 2018 Sep 10;8(1):13499. doi: 10.1038/s41598-018-31883-8.

[3] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30017581

[4] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30530163

[5] (Wang et al, JCEM , 2013)

 

Pour en savoir plus :

Lire les dossiers d’information sur inserm.fr :

Endométriose

Technique de préservation de la fertilité

Le magazine de l’Inserm numéro 36 : Fertilité : nos générations futures en danger ?

L’intelligence artificielle facilite l’évaluation de la toxicité des substances chimiques : le cas du bisphénol S.

©Photo by Philipp Katzenberger on Unsplash

Un nouvel outil informatique fondé sur les méthodes de l’intelligence artificielle a permis d’identifier des effets toxiques du bisphénol S, substitut fréquent du bisphénol A dans les contenants alimentaires, à partir de données déjà publiées. Plus largement, cet outil développé par des chercheurs de l’Inserm menés par Karine Audouze, au sein de l’unité 1124 « Toxicité Environnementale, Cibles Thérapeutiques, Signalisation Cellulaire et Biomarqueurs »(Inserm/Université de Paris), permettra de révéler des effets toxiques de n’importe quelle substance chimique (ou d’un agent physique) sous réserve qu’elle ait fait l’objet d’études publiées ou soit présente dans des bases de données. Les étapes de développement et d’utilisation de cet outil sont décrites dans Environmental Health Perspectives.

L’intelligence artificielle permet désormais d’analyser de manière conjointe les bases de données et la littérature scientifique pour évaluer la toxicité d’une molécule chez l’homme. Cette « méta-analyse in-silico » est devenue possible grâce à un programme informatique conçu par Karine Audouze et ses collègues de l’unité Inserm UMR-S1124 (Toxicité Environnementale, Cibles Thérapeutiques, Signalisation Cellulaire et Biomarqueurs). Il a été validé par la recherche de toxicité du bisphénol S, un substitut fréquent du bisphénol A qui est un perturbateur endocrinien déjà interdit dans les contenants alimentaires.

En pratique, les chercheurs ont intégré plusieurs types de données biologiques et chimiques dans leur programme informatique dont les 2000 termes référencés dans la base AOP-wiki (AOP pour Adverse Outcome Pathways). « Cette base est composée des descriptions précises de toutes les étapes biologiques (molécules, voies de signalisation) menant d’une perturbation moléculaire à un effet pathologique comme l’obésité, la stéatose, le cancer, etc. Elle s’enrichit régulièrement avec de nouveaux processus de toxicité », précise Karine Audouze. Parallèlement, le bisphénol S ayant servi à tester ce programme, les auteurs ont intégré toutes les appellations et synonymes de ce constituant retrouvés dans la littérature scientifique. Ainsi équipé, le programme a scanné les résumés d’articles scientifiques soumis par les auteurs, à la recherche de ces termes pré-enregistrés. « L’objectif était d’établir des liens entre les termes représentant la substance chimique et ceux correspondant aux processus pathologiques », clarifie Karine Audouze. Pour cela, les chercheurs ont appris à leur système à lire intelligemment. Ainsi, le programme accorde plus de poids à des termes retrouvés côte à côte plutôt qu’éloignés, à ceux qui sont placés en fin de résumé dans les résultats et les conclusions plutôt qu’en début au stade de l’hypothèse, et enfin, en quantifiant les mots repérés. « Au-delà d’une lecture rapide, le système permet une véritable analyse de texte automatisée ».

L’analyse a finalement révélé une corrélation entre le bisphénol S et le risque d’obésité qui a ensuite été vérifiée manuellement par les auteurs. Puis, pour augmenter encore les performances de leur outil, les auteurs ont également intégré les données biologiques issues de la base américaine ToxCast qui référence les effets de nombreux agents chimiques et physiques sur différents types cellulaires grâce à des analyses robotisées. « Cette stratégie permet ainsi de suggérer des mécanismes associés à la toxicité découverte par le programme », explique Karine Audouze Les chercheurs ont ainsi constaté que le bisphénol S favorisait la formation d’adipocytes.

« Cet outil informatique peut être utilisé pour établir un bilan rapide des effets d’un agent chimique, ce qui est souhaitable s’il s’agit d’un substitut proposé pour une substance existante. Il n’apporte pas, en tant que tel, de preuve de toxicité, mais sert à intégrer rapidement un grand nombre d’informations et à hiérarchiser les effets néfastes les plus probables, permettant ainsi de concevoir les études biologiques et épidémiologiques les plus pertinentes », illustre Karine Audouze.

Cet outil est désormais libre d’accès sur la plateforme GitHub. Tout chercheur désireux de tester la toxicité d’un agent peut l’utiliser en développant un dictionnaire propre à cet agent.

Ce projet a été financé par le programme de recherche européen sur la biosurveillance humaine, HBM4EU (https://www.hbm4eu.eu).

Hypertension artérielle : un nouveau médicament bientôt disponible ?

Prise de la tension artérielle chez un patient ©Inserm/Depardieu, Michel

Un essai clinique de phase IIa apporte les premières données d’efficacité du firibastat chez des sujets hypertendus par rapport au placebo. Ce médicament est le chef de file d’une nouvelle classe d’antihypertenseurs qui cible le système rénine-angiotensine cérébral. Cette étude est coordonnée par Michel Azizi du Centre d’investigation clinique 1418 Inserm / hôpital européen Georges-Pompidou AP-HP et du service d’hypertension artérielle du même hôpital et Catherine Llorens-Cortes, directrice de recherche Inserm au sein de l’Unité 1050  » Centre interdisciplinaire de recherche en biologie » au Collège de France. Les résultats parus dans The Journal of Hypertension, ont permis de lancer la phase IIb aux Etats-Unis.

L’hypertension artérielle (HTA) est la maladie chronique la plus fréquente en France. Liée à une pression anormalement élevée du sang dans les vaisseaux sanguins, elle semble anodine car elle est généralement silencieuse. Elle constitue pourtant, lorsqu’elle n’est pas contrôlée, l’une des principales causes de complications cardiovasculaires, cérébrovasculaires ou neurodégénératives (infarctus du myocarde, AVC, maladie d’Alzheimer…). Des mesures hygiéno-diététiques seules, ou le plus souvent associées à un traitement médicamenteux, permettent de normaliser la pression artérielle. Néanmoins, jusque 30 % des patients ne répondent pas, ou insuffisamment, aux traitements actuellement disponibles. Pour y remédier, des approches interventionnelles et de nouvelles cibles thérapeutiques liées à la physiopathologie de la maladie sont à l’étude.

Le développement du firibastat[1] dans la prise en charge de l’hypertension artérielle se poursuit. Ce médicament est le chef de file d’une nouvelle classe thérapeutique qui cible le système rénine-angiotensine cérébral contrôlé par l’angiotensine III. Ce peptide exerce un effet stimulateur sur la pression artérielle dans différents modèles d’hypertension via trois mécanismes. Elle accroit l’activité des neurones qui favorisent la vasoconstriction, elle inhibe le réflexe qui permet d’adapter l’intensité des contractions cardiaques au niveau de la pression artérielle et enfin, elle contribue à la sécrétion accrue de vasopressine, hormone anti-diurétique, dans le sang, réduisant le volume d’urine produit au niveau des reins.

Le firibastat s’oppose à tous ces mécanismes en inhibant spécifiquement l’aminopeptidase A, une enzyme présente dans le cerveau qui produit l’angiotensine III. Ce médicament, pris par voie orale, devient actif dans le cerveau après avoir franchi la barrière hémato-encéphalique. Sa sécurité d’emploi a déjà été testée chez des sujets sains dans deux études cliniques de phase I. Les résultats de l’étude de phase IIa qui viennent de paraître confirment les données de sécurité et apportent les premiers éléments d’efficacité. Cette étude, a inclus 34 patients ayant une pression artérielle ambulatoire diurne comprise entre 135/85 mmHg et 170/105 mmHg. Ils étaient âgés en moyenne de 57 ans (73% d’hommes) et non obèses (IMC moyen 26,8 kg/m2). La moitié d’entre eux a reçu le firibastat pendant quatre semaines puis le placebo pendant quatre autres semaines et l’autre moitié a reçu le traitement dans l’ordre inverse : placebo puis firibastat.

Les résultats attestent d’un meilleur contrôle de la pression artérielle systolique (PAS) sous firibastat après quatre semaines avec une baisse de la PAS de -4,7 mmHg en moyenne contre +0,1 mmHg sous placebo. Néanmoins cette différence n’est pas statistiquement significative. « Cela peut s’expliquer par la taille réduite de l’effectif mais aussi par le fait que les patients inclus avaient une hypertension artérielle modérée, explique Catherine Llorens-Cortes, directrice de recherche Inserm. Le firibastat est un agent anti-hypertenseur et non un hypotenseur ce qui signifie qu’il peut agir sur une hypertension mais n’aura aucun effet sur une tension normale. « Son efficacité devrait donc s’accroitre avec la sévérité de l’hypertension », clarifie la chercheuse. Ce qui semble se confirmer d’ailleurs dans cet essai car la baisse de la PAS ambulatoire a atteint -9,4 mmHg en cas de fortes hypertensions au moment de l’inclusion alors que le bénéfice était moins marqué pour des PAS basales plus faibles. Les auteurs ont par ailleurs vérifié la tolérance à ce médicament et constaté qu’il n’interférait pas avec le système rénine-angiotensine systémique, contrôlé lui par l’angiotensine II.

« Ces résultats encourageants ont donné le feu vert à l’étude de phase IIb qui vient de s’achever aux Etats-Unis. Elle a confirmé l’efficacité du firibrastat chez 254 patients hypertendus en surpoids à haut risque cardiovasculaire après deux mois de traitement, y compris chez les patients afro-américains qui ont le plus souvent une hypertension résistante aux traitements actuellement disponibles. » précise Catherine Llorens Cortes.

[1] En partenariat avec la Société Quantum Genomics avec le soutien de l’ANR : ANR RPIB CLINAPAI et LabCom CARDIOBAPAI»

Syndrome de Temple et de Silver Russell : compréhension des mécanismes épigénétiques régissant la croissance fœtale

© Inserm/Alpha Pict/Caro, Daniel

Une équipe Sorbonne Université / AP-HP / Inserm, dirigée par le Pr Irène Netchine, professeure de physiologie à Sorbonne Université et pédiatre à l’hôpital Armand-Trousseau AP-HP, a étudié les mécanismes moléculaires de la ressemblance clinique entre le syndrome de Temple et le syndrome de Silver Russell. Leur étude, parue dans Science Advances, met en lumière l’importance du concept de réseau de gènes « soumis à empreinte » pour le diagnostic et le traitement des patients atteints de ces deux syndromes rares.

Dans le génome humain, l’information génétique est portée par deux copies, chacune étant héritée d’un des deux parents. Pour la plupart des gènes, les deux copies (maternelle et paternelle) s’expriment de façon équivalente. Cependant, certains gènes sont dits « soumis à empreinte parentale »1 lorsqu’une seule des deux copies s’exprime; l’autre copie s’éteignant. L’expression de ces gènes répond à un mécanisme épigénétique, c’est-à-dire des modifications biochimiques de la molécule d’ADN, qui sont différentes sur chacune des deux copies. Ces gènes soumis à empreinte sont en général impliqués dans la croissance, le métabolisme et le développement.

Les gènes exprimés par la copie maternelle ont en effet tendance à restreindre la croissance du fœtus pour préserver ses propres réserves, alors que les gènes exprimés par la copie paternelle favorisent quant à eux la croissance fœtale pour assurer une descendance en bonne santé et transmettre ses gènes à la génération suivante.

Le syndrome de Temple et le syndrome de Silver Russell sont associés à des troubles de   la croissance fœtale qui est diminuée, et sont causés par des anomalies génétiques ou épigénétiques sur deux régions contenant des gènes soumis à empreinte, plus précisément sur les chromosomes 11 et 14, respectivement.

Ces patients présentent par ailleurs des troubles du métabolisme et de la prise alimentaire, ainsi qu’une puberté précoce ou avancée.

Dans son étude, l’équipe du Pr Netchine analyse les mécanismes moléculaires de la ressemblance clinique entre ces deux affections. Dans le syndrome de Silver Russell, une diminution de l’expression d’un gène (IGF2) exprimé habituellement à partir du chromosome 11 paternel, est à l’origine du retard de croissance. Quant au syndrome de Temple, les modifications des gènes sur le chromosome 14 (en particulier certains ARN exprimés habituellement à partir de la copie maternelle du chromosome 14) impactent également l’expression du gène IGF2, alors que les marques épigénétiques sont non modifiées sur le chromosome 11.

Ces découvertes permettent d’avancer dans la compréhension de la régulation épigénétique de l’expression des gènes et d’envisager une nouvelle approche de la physiologie de la croissance fœtale.

Mieux comprendre les mécanismes de progression des lésions rénales à l’origine de l’insuffisance rénale chronique

©Inserm/Blanc-Brunat, Nelly,  Lésions au niveau des vaisseaux du rein, hypertension artérielle rénale et hypertension rénovasculaire.

L’équipe du Dr Guillaume Canaud, praticien hospitalo-universitaire à l’hôpital Necker-Enfants malades – AP-HP et à l’Université Paris Descartes, et chercheur à l’Inserm (INEM l’Institut Necker Enfants Malades – Centre de médecine moléculaire), a étudié, en collaboration avec celle du Pr Bonventre du Brigham and Women’s hospital – Harvard Medical School (Boston, USA), les mécanismes impliqués dans la progression de la fibrose des reins qui entraîne à terme une insuffisance rénale chronique. Ces travaux, qui ont été publiés dans la revue Science Translational Medicine le 23 janvier 2019, participent à l’identification d’une cible thérapeutique potentielle.

Les reins, à l’instar d’autres organes, ont la capacité inhérente de récupérer d’une agression aiguë (insuffisance rénale aiguë). En effet après agression (toxique par exemple), les cellules dites « épithéliales tubulaires », qui constituent la structure fonctionnelle des reins, meurent. Les cellules survivantes vont se mettre à proliférer de manière très intense pour repeupler en environ trois semaines les reins (réponse rénale dite adaptée). Cependant, si l’agression rénale est sévère ou prolongée, les cellules tubulaires n’arrivent pas à suffisamment proliférer pour compenser les pertes initiales. Ces cellules vont se mettre synthétiser des facteurs qui favorisent l’apparition de cicatrices fibreuses (fibrose) dans les reins (réponse rénale dite inadaptée). Cette fibrose sera responsable d’une altération de la fonction rénale, c’est-à-dire d’une insuffisance rénale chronique. Une fois ces mécanismes mis en place, la maladie rénale chronique, irréversible, s’auto entretient et progresse d’elle-même.

Les mécanismes cellulaires impliqués dans l’apparition de la fibrose rénale sont très mal connus.

L’équipe du Dr Guillaume Canaud, praticien hospitalo-universitaire à l’hôpital Necker-Enfants malades – AP-HP et à l’Université Paris Descartes, et chercheur à l’Inserm (INEM l’Institut Necker Enfants Malades – Centre de médecine moléculaire), a cherché, en collaboration avec celle du Pr Bonventre (Brigham and Women’s hospital – Harvard Medical School, Boston) à mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la progression de la fibrose rénale.

En utilisant divers modèles murins expérimentaux de fibrose rénale, les chercheurs ont montré qu’au cours de la réponse rénale dite inadaptée, les cellules épithéliales tubulaires :

> n’avaient plus la capacité de se multiplier correctement (arrêt du cycle cellulaire) ;

> acquièrent un aspect de cellules sénescentes (ou vieillissantes) ;

> recrutent une voie de signalisation, appelée TOR-autophagy spatial coupling compartement (TASCC). En utilisant ce procédé, les cellules tubulaires se mettent à dégrader anormalement leurs organelles (autophagie) pour créer de l’énergie qui servira à la sécrétion de facteurs favorisant la fibrose des reins.

Enfin, les chercheurs ont mis en évidence que cette séquence d’évènements était induite par le recrutement d’une protéine appelée cycline G1, qui va provoquer l’arrêt du cycle cellulaire (impossibilité de proliférer normalement), le recrutement de TASCC, la sécrétion de facteurs favorisant la fibrose rénale, et ainsi la progression de la maladie rénale chronique.

Les chercheurs ont également montré que ces évènements se produisaient au cours des fibroses hépatiques et pourraient ainsi représenter une cible thérapeutique potentielle pour tout type de fibroses.

Cette étude a été financée par l’AP-HP, l’Université Paris Descartes, la Société française de néphrologie, la Fondation Bettencourt-Schueller, la Fondation Day Solvay, Emmanuel Boussard Foundation, Philippe Foundation, Safra Foundation et les National Institutes of Health (NIH). 

Maïs OGM MON 810 et NK603 : pas d’effets détectés sur la santé et le métabolisme des rats

Photo by Charles Deluvio ???? on Unsplash


Un régime alimentaire à base de maïs transgénique MON 810 ou NK603 n’affecte pas la santé et le métabolisme des rats dans les conditions du projet GMO 90+1. Cette étude inédite réalisée par un consortium de recherche piloté par l’Inra implique de nombreux partenaires2 dont l’Inserm. Les travaux ont été réalisés dans le cadre du programme Risk’OGM financé par le Ministère de la transition écologique et solidaire. Pendant six mois, des rats ont été nourris avec un régime contenant soit du maïs OGM (MON 810 ou NK603) soit du maïs non OGM, à différentes concentrations. Les chercheurs, par les techniques de biologie à haut débit, n’ont identifié aucun marqueur biologique significatif lié à l’alimentation au maïs transgénique. De même, ils n’ont observé aucune altération anatomo-pathologique du foie, des reins ou de l’appareil reproducteur des rats soumis aux régimes contenant ces OGM. Ces travaux, publiés le 10 décembre 2018 dans la revue Toxicological Sciences, ne mettent pas en évidence d’effet délétère lié à la consommation de ces deux maïs OGM chez le rat même pour de longues périodes d’exposition.

Les chercheurs ont utilisé deux types de maïs OGM bien connus : le MON 810, produisant la protéine Bt rendant le maïs résistant à certains insectes, et le NK603 dont la modification d’un gène le rend résistant au glyphosate. Les rats ont été nourris pendant 6 mois avec un régime contenant soit du maïs transgénique, soit un maïs contrôle non-OGM. Cette période de temps, qui double celle du test requis par la réglementation européenne, équivaut au tiers de la vie moyenne des rats.

L’objectif des chercheurs était de rechercher des biomarqueurs précoces d’altération de fonctions biologiques chez les rats nourris au maïs OGM pendant 3 mois et 6 mois. Pour cela, ils ont utilisé deux techniques à haut débit ultra-sensibles : la transcriptomique (expression des gènes) et la métabolomique (étude des composés issus du fonctionnement de l’organisme). Ces techniques ont permis d’identifier et de doser des métabolites (acides aminés, sucres et autres petites molécules) et de caractériser l‘expression des ARN messagers et des micro-ARN cellulaires. Ces méthodes sont capables de détecter un large spectre de variations métaboliques. Les chercheurs ont pu identifier des marqueurs pouvant différencier les régimes MON810 et NK603. En revanche, au terme de six mois d’expérimentation, aucune différence significative du point de vue biologique n’a été identifiée entre régimes OGM et non-OGM.

Par ailleurs, aucune altération des organes et en particulier du foie, des reins ou de l’appareil reproducteur des rats aux régimes OGM n’a été observée par les techniques d’anatomopathologie (étude macro- et microscopique des tissus pour détecter d’éventuelles anomalies).

Ainsi, les chercheurs n’ont pas mis en évidence d’effet délétère de l’alimentation avec du maïs MON810 et NK603 sur la santé et le métabolisme des rongeurs, même au terme d’une longue période d’exposition.

1 Le projet GMO 90+ En 2010, le ministère chargé de l’écologie lance un programme intitulé Risk’OGM, s’inscrivant dans la loi de 2008 sur les organismes génétiquement modifiés pour la mise en place d’un cadre légal et réglementaire nouveau, basé notamment sur le principe d’une triple évaluation de l’impact des OGM : sanitaire, environne­mentale et socio-économique. Pour initier cette dynamique et répondre à la demande des pouvoirs publics en matière d’expertise, de conseil et de recherche finalisée sur les OGM, 2 appels à propositions de recherche (APR) ont eu lieu, en 2010 et 2013. Le projet GMO 90+ a été retenu lors de l’APR de 2013, avec le périmètre suivant : recherche de biomarqueurs prédictifs d’effets biologiques dans l’étude de la toxicité sub-chronique (3 et 6 mois) des OGM chez le rat. Portée par un consortium réunissant des compétences scientifiques variées, cette recherche avait pour finalité de déterminer si l’alimentation de rats avec des maïs génétiquement modifiés induisait des changements métaboliques qui pourraient être reliés à des biomarqueurs précoces d’effets (caractéristique biologique mesurable). L’enjeu était de fournir des données clés utilisables dans le cadre des processus d’évaluation des risques. https://recherche-riskogm.fr/fr/page/gmo90plus  

2 Liste des partenaires du projet : 1-Toxalim (Research Centre in Food Toxicology), Université de Toulouse, INRA, ENVT, INP-Purpan, UPS, Toulouse, France. 2-INSERM UMR-S1124, Toxicologie Pharmacologie et Signalisation cellulaire, Université Paris Descartes, USPC, Paris, France 3- Centre de Recherche sur l’Inflammation (CRI), INSERM UMRS 1149, Paris, France. 4- Laberca, ONIRIS, UMR INRA 1329, Nantes, France 5- Université de Rennes, Inserm, EHESP, Irset (Institut de recherche en santé, environnement et travail) – UMR_S 1085, Rennes, France. 6- Methodomics, France. 7- Institut de Mathématiques de Toulouse, UMR5219 – Université de Toulouse, CNRS – UPS IMT, Toulouse, France. 8- Anses, Maisons-Alfort, France. 9- Profilomic, Saclay/Gif sur Yvette, France 10- UMR1332 Biologie du Fruit et Pathologie, INRA, Université de Bordeaux, Villenave d’Ornon, France. 11- UR 1264, MycSA, INRA, Villenave d’Ornon, France. 12- Laboratoire Reproduction et Développement des Plantes, University Lyon, ENS de Lyon, UCB Lyon 1, CNRS, INRA, Lyon, France 13- CRO CitoxLAB, Evreux.

Diabète de type 2 : une piste thérapeutique se précise

Contact physique entre la LHS et ChREBP dans des cellules adipeuses humaines. Chaque point rouge représente une interaction entre les deux protéines. Le noyau des cellules est coloré en bleu. (Crédit : I2MC).

Restaurer l’action de l’insuline est une des clés pour combattre le diabète de type 2. Des chercheurs de l’Inserm et de l’Université Toulouse III – Paul Sabatier au sein de l’Institut des maladies métaboliques et cardiovasculaires (Inserm/UT3 Paul Sabatier) sous la direction de Dominique Langin, développent une stratégie thérapeutique utilisant les propriétés d’une enzyme : la lipase hormono-sensible. Celle-ci exerce un effet bénéfique sur l’action de l’insuline en stimulant la synthèse d’acides gras dans les cellules graisseuses. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Metabolism.

Le diabète correspond à une élévation prolongée de la concentration de glucose dans le sang (hyperglycémie). Dans le cas du diabète de type 2, ce phénomène provoqué par une perturbation du métabolisme glucidique apparaît progressivement et insidieusement. En France, la prévalence du diabète est estimée à plus de 5 % de la population en 2015 et le diabète de type 2 correspond à 90 % des cas. A ces chiffres, s’ajoutent les personnes diabétiques, en particulier parmi les femmes et hommes en surpoids et obèses, qui s’ignorent.

La lipase hormono-sensible (LHS) est une enzyme qui transforme les graisses en acides gras et les libèrent dans la circulation sanguine. Chez les patients obèses, ces acides gras déclenchent une résistance progressive à l’insuline à l’origine du diabète de type 2. Dans un travail précédent mené par l’équipe Inserm de Dominique Langin, les chercheurs avaient montré que la diminution de l’expression de la LHS dans les adipocytes conduisait à une meilleure réponse à l’insuline, signe de bonne santé pour ces cellules.

De façon inattendue, les chercheurs ont observé que l’effet bénéfique d’une diminution de LHS n’était pas, comme attendu, dû à un moindre relargage d’acide gras. Elle s’explique par une synthèse accrue d’acide oléique, l’acide gras majoritaire de l’huile d’olive.

Cette première observation laissait entrevoir une piste intéressante pour la prise en charge de patients obèses qui sont plus à risque de développer un diabète de type 2.

Pour envisager une stratégie thérapeutique, il fallait donc expliquer comment la diminution de LHS exerçait cet effet bénéfique sur l’action de l’insuline. L’équipe du Professeur Langin a découvert l’existence d’une interaction physique entre la LHS et un facteur de transcription responsable de la synthèse d’acides gras, le facteur ChREBP. La LHS, en se liant au facteur ChREBP, bloque son activité. Ainsi, une diminution de la LHS conduit à la libération de ce facteur dans le noyau, favorisant son activité, la synthèse d’acide oléique et la sensibilité à l’insuline.

Des résultats préliminaires indiquent qu’un inhibiteur connu de la LHS bloque l’interaction avec ChREBP. Ces données ouvrent donc la voie aux développements de molécules ciblant cette interaction. En collaboration avec le groupe pharmaceutique international, AstraZeneca, les chercheurs Toulousains testent à présent différentes approches pour bloquer l’interaction entre la LHS et ChREBP. A terme, ce projet pourrait conduire au développement de nouveaux médicaments pour traiter le diabète de type 2, fléau mondial en constante expansion.

Plus de 6000 gènes de résistance aux antibiotiques découverts dans le microbiote intestinal

Coupe de tissu intestinal : Microscopie confocale. Sous-populations de cellules immunitaires dans l’intestin grêle révélées par imagerie spectrale à dix couleurs. ©CIML/INSERM/CNRS/Lelouard, Hugues/Mailfert, Sébastien/Fallet, Mathieu, 2017

Une étude européenne lève le voile sur la diversité des gènes de résistance aux antibiotiques présents dans les bactéries du microbiote intestinal. Des équipes des hôpitaux Beaujon et Bichat Claude-Bernard AP-HP, de l’Inra (MetaGenoPolis), de l’Institut Pasteur, de l’Inserm, des universités Paris Diderot et Paris-Saclay ont développé une nouvelle méthode bioinformatique de prédiction de fonction des gènes basée sur la structure tridimensionnelle des protéines qu’ils codent. Les chercheurs, en collaboration avec d’autres équipes européennes, l’ont ensuite appliquée à un catalogue de plusieurs millions de gènes du microbiote intestinal. Grâce à cette méthode, ils ont identifié plus de 6000 gènes de résistance aux antibiotiques très différents des gènes connus. Ces travaux, publiés dans la revue Nature Microbiology, illustrent la diversité des gènes de résistance des bactéries de notre microbiote intestinal. 

Afin d’établir le recensement des gènes de résistance aux antibiotiques dans le microbiote intestinal, il n’était pas possible de se baser seulement sur la similarité de séquence de l’ADN. En effet, l’ADN des bactéries intestinales est bien différent de celui des bactéries connues, ce qui n’est pas sans poser des difficultés aux outils de prédiction des fonctions des gènes basés sur la similarité avec les séquences d’ADN connues (représentées par des lettres).

Deux gènes aux fonctions identiques peuvent avoir deux séquences d’ADN très différentes alors que les structures tridimensionnelles des protéines qu’ils codent sont superposables. Partant de ce constat, les chercheurs ont développé une méthode de prédiction de fonction des gènes basée sur la similarité de structure tridimensionnelle.

Cette méthode de prédiction tout à fait originale a permis d’identifier plus de 6000 gènes qui pourraient conférer une résistance aux antibiotiques, avec une moyenne de plus de 1000 gènes de résistance par individu.

Ces prédictions dites « in silico » ont pu être vérifiées au laboratoire sur certaines classes d’antibiotiques comme les bêta-lactamines. De plus, la composition en gènes de résistance était très liée à la composition en espèces bactériennes, et les chercheurs ont ainsi pu identifier six groupes d’individus en fonction de leurs gènes de résistance. Ces 6 groupes sont appelés “résistotypes” et sont connectés aux entérotypes décrits précédemment.

Cependant, la majorité de ces gènes de résistance n’ont jamais été retrouvés ni sur des éléments génétiques mobiles, ni dans des bactéries pathogènes, soutenant que leur transfert vers ces dernières est un événement rare.

Les chercheurs ont également observé que l’exposition aux antibiotiques influait sur le contenu en gènes de résistance : une exposition courte et forte altérait la composition du microbiote intestinal et diminuait paradoxalement l’abondance des gènes de résistance. En revanche une exposition chronique était associée à une augmentation de l’abondance des gènes de résistance en parallèle ici aussi d’une altération de la composition du microbiote.

Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives quant au rôle des gènes de résistance du microbiote intestinal qui semblent, dans leur majorité, peu à risque d’être transférés vers des bactéries pathogènes, et qui pourraient être bénéfiques en protégeant leurs hôtes de l’impact des antibiotiques dans le microbiote intestinal puisque des bactéries non pathogènes seraient ainsi protégées.

 

En savoir plus 

Le microbiote intestinal est composé de plusieurs centaines voire milliers d’espèces de microorganismes, principalement de bactéries. Ces dernières sont naturellement sensibles aux antibiotiques et pour s’en prémunir, certaines ont développé des mécanismes de résistance – les gènes qui les codent étant désignés « gènes de résistance aux antibiotiques ». Si les gènes de résistance aux antibiotiques portés par les bactéries pathogènes – comme le staphylocoque doré – sont bien connus, ce n’est pas le cas des bactéries intestinales en raison de la difficulté à les étudier. En effet, la plupart d’entre elles ne sont pas cultivables en laboratoire et les connaissances sur leurs propriétés sont largement basées sur le séquençage de leur ADN.

Expédition 5300, une mission scientifique dans la ville la plus haute du monde

©Flore Avram/Inserm

Une quinzaine de scientifiques sous la direction de Samuel Vergès, chercheur Inserm au sein du laboratoire « Hypoxie et physiopathologies cardiovasculaire et respiratoire » (Inserm/Université Grenoble Alpes), vont mener une expédition scientifique sur l’effet du manque d’oxygène sur la santé. Début 2019, ils se rendront pendant 6 semaines dans la ville la plus haute du monde, à 5 300 m, au Pérou, pour étudier les adaptations physiologiques de ses habitants à des conditions de vies extrêmes mais aussi analyser leurs problèmes de santé spécifiques liés à l’altitude. À terme, les chercheurs souhaitent utiliser ces données pour mieux comprendre et traiter des pathologies liées au manque d’oxygène.

Comprendre comment l’organisme humain peut s’adapter au manque d’oxygène, déterminer pourquoi certaines personnes n’arrivent pas à développer de tels mécanismes, identifier des moyens d’aider à mieux tolérer le manque d’oxygène sont autant d’enjeux essentiels tant pour les personnes se rendant ou résidant en haute altitude que pour le traitement de nombreuses maladies dans des environnements moins extrêmes.

Située au Pérou à 5 300 m d’altitude, à la frontière avec la Bolivie, La Rinconada est une ville dont l’activité économique principale est liée à l’exploitation d’une mine d’or. Les employés de cette mine et leur famille y vivent dans des conditions extrêmes non seulement du fait de l’altitude (plus élevée que celle du Mont-Blanc) mais aussi de l’impossibilité d’acheminer des services tels que l’électricité ou l’eau courante.

L’altitude représente un environnement extrême mettant en valeur les capacités et les limites d’adaptation de l’organisme humain. La diminution de la quantité d’oxygène disponible en altitude (l’hypoxie) fait de cet environnement un véritable laboratoire à ciel ouvert. C’est pourquoi La Rinconada a retenu l’attention des scientifiques grenoblois.

Les objectifs scientifiques de la mission

Les chercheurs de l’unité 1042 de l’Inserm, spécialisés dans la recherche sur l’altitude et l’hypoxie, travailleront de concert avec d’autres équipes internationales pour mettre en place en février 2019 un laboratoire éphémère de physiologie et biologie humaines au cœur de la ville de La Rinconada. Afin de mieux soigner les conséquences physiopathologiques et les maladies liées au manque d’oxygène, ils souhaitent faire avancer la recherche dans différents domaines.

Améliorer les soins

Lorsqu’une personne résidant habituellement en plaine se rend en altitude, trois phénomènes majeurs et délétères pour la santé peuvent apparaître :

– le mal aigu des montagnes, un syndrome qui associe maux de tête, nausées, fatigue, trouble du sommeil et dont souffre la moitié des personnes qui montent à plus de 4 000 m d’altitude ;

– l’œdème pulmonaire de haute altitude ;

– l’œdème cérébral de haute altitude ;

Ces deux derniers phénomènes sont beaucoup plus graves et peuvent être fatals. Aujourd’hui, seul l’apport d’oxygène par des bouteilles ou la ré-oxygénation par le biais d’un caisson hyperbare peuvent y remédier. Pour y faire face, Il se pourrait que les habitants de La Rinconada aient pu au cours du temps développer des adaptations génétiques à la vie en altitude. Il semble cependant qu’ils soient aussi touchés de façon fréquente par un autre type de pathologie : le syndrome de mal chronique des montagnes, qui concerne les personnes résidant en permanence en altitude.

Comprendre les mécanismes d’adaptation à l’hypoxie d’altitude est la priorité des chercheurs pour soigner les patients souffrant du manque d’oxygène à La Rinconada mais également pour soigner des pathologies plus courantes en plaine. Des pathologies comme la bronchopneumopathie chronique obstructive, l’apnée du sommeil ou la drépanocytose se caractérisent en effet par une exposition du malade à des conditions d’oxygénation insuffisante du fait d’anomalies respiratoires ou hématologiques. Comprendre comment l’organisme humain peut tolérer plus ou moins difficilement l’hypoxie pourrait permettre d’individualiser les soins et d’affiner les prises en charge thérapeutiques.

Faire progresser la technologie

L’unité 1042 développe certains outils diagnostiques ou de prise en charge thérapeutique s’appliquant aux conditions de moindre oxygénation, que ce soit en altitude ou chez le malade respiratoire par exemple. Lors d’une expédition antérieure dans l’Himalaya, l’équipe du Dr Vergès a ainsi mis au point un masque d’altitude visant à améliorer la diffusion de l’oxygène à travers les poumons. Ce masque est sur le point d’être commercialisé auprès des personnes vivant en plaine et se rendant an altitude

Transposer à la vie dans l’espace

Une fois quitté l’environnement terrestre, il est très difficile de reproduire des conditions identiques à la vie sur Terre en termes de disponibilité en oxygène. Ceci signifie que les futurs voyageurs et habitants spatiaux devront être capables de vivre en permanence dans des conditions d’oxygénation équivalentes à la haute altitude et donc de développer des mécanismes d’adaptation à l’hypoxie dont les populations de haute altitude sur Terre sont devenues expertes au fil des générations. Comprendre ces mécanismes d’adaptation, leurs intérêts et leurs limites permet ainsi de mieux concevoir l’adaptation des hommes à une vie en dehors de l’atmosphère terrestre.

Près de 20 experts scientifiques et médicaux européens et péruviens seront présents lors de cette expédition.

Le déroulement de l’expédition

Un premier repérage de 10 jours début octobre au Pérou a permis à l’équipe de chercheurs de mettre en place les aspects logistiques particulièrement exigeants d’une telle expédition, d’établir les relations nécessaires avec les acteurs sur place ainsi que d’étudier avec Ivan Hancco, médecin péruvien à La Rinconada, les données préliminaires collectées ces derniers mois auprès des habitants de la ville. Ces données ont indiqué des niveaux très élevés par rapport à d’autres populations d’altitude du syndrome de mal chronique des montagnes. Des particularités sanguines traduisant des réponses physiologiques extrêmes à l’hypoxie ont été relevées également.

À partir de février 2019, 40 habitants de La Rinconada vont être scannés de la tête aux pieds par les scientifiques. Les participants volontaires seront séparés en deux groupes, l’un présentant une bonne santé et donc une bonne tolérance à l’hypoxie d’altitude, l’autre présentant des symptômes d’intolérance (céphalées, vertiges, palpitations, cyanose, varices…) et probablement des pathologies sous-jacentes spécifiques encore à élucider. Deux groupes supplémentaires de 20 Péruviens habitants à Lima et, à moindre altitude, à Puno (3 800 m) seront également évalués de façon identique aux habitants de La Rinconada, afin de pouvoir comparer leurs caractéristiques.

Pendant 30 jours, les chercheurs vont étudier le profil génétique des participants, la qualité de leur sommeil, leurs capacités à l’effort physique, et récolter des analyses concernant leurs caractéristiques sanguines, cardiovasculaires et cérébrales.

Concrètement, un laboratoire scientifique et médical sera installé sur place pendant 6 semaines. Plusieurs centaines de kilos de matériel spécialisé seront ainsi transportés par avion et véhicules tous terrains sur les 3 lieux des évaluations au Pérou (Lima, Puno et La Rinconada). L’équipe de chercheurs étudiera 6 à 8 volontaires par jour, chacun ayant à passer deux journées auprès de l’équipe pour réaliser l’ensemble des évaluations. Les personnes seront également étudiées pendant leur sommeil et devront porter des capteurs pendant 24 heures. Certains des échantillons sanguins prélevés feront l’objet d’analyses biologiques sur place (viscosité sanguine par exemple), d’autres seront ramenés congelés en France pour être soumis à des analyses spécifiques (génétiques et épigénétiques notamment).

Les résultats obtenus doivent permettre d’identifier les mécanismes développés par l’organisme humain pour vivre avec moins d’oxygène : ceux développés au fil des générations par les Péruviens vivant en altitude, y compris du point de vue génétique, et ceux sur lesquels il serait possible d’agir afin d’aider l’organisme de personnes manquant d’oxygène à préserver un état de santé suffisant. La publication des premiers résultats de l’équipe se fera à partir de septembre 2019.

Un savoir-faire éprouvé

Cette expédition scientifique fait suite à d’autres déjà conduites par la même équipe de chercheurs :

– en 2011, un véritable laboratoire a été reconstitué dans le massif du Mont-Blanc à 4 300 m d’altitude pour étudier les modifications cérébrales lors d’une exposition en haute altitude de sujets habitant en plaine ;

– en 2015, l’équipe a mené une expédition scientifique internationale dans l’Himalaya regroupant 7 pays pour étudier les adaptations cardiorespiratoires et métaboliques de 50 sujets volontaires réalisant un trek jusqu’à plus de 5 000 m d’altitude.

Ces deux projets scientifiques ont conduit à la publication de nombreux articles scientifiques internationaux ainsi qu’au développement de certaines technologies et brevets. Deux articles publiés dans Neurology en 2013 et dans Frontiers in Physiology en 2016 ont par exemple démontré pour la première fois par IRM les modifications cérébrales associées à un séjour d’une semaine à plus de 4 000 m d’altitude.

Un brevet relatif au masque évoqué plus haut a été déposé et mis au point en laboratoire et a déjà été testé dans ces deux précédentes expéditions. Son utilisation augmente de 8 à 9 % la saturation (quantité d’oxygène dans le sang) en haute altitude, ce qui équivaut à reproduire des conditions d’oxygénation pour l’organisme correspondant à une altitude plus basse de 1 000 à 1 500 m que celle à laquelle se trouve réellement l’utilisateur.

Un vaste dispositif de communication

Conscients du caractère exceptionnel de cette mission scientifique et humanitaire, les chercheurs partageront chaque jour leur quotidien sur place grâce à l’implication de spécialistes en communication, dont certains seront présents au Pérou pendant l’expédition. Pour cela, un site internet, une page Facebook et un compte Instagram ont été créés. L’expédition sera également à suivre sur les réseaux sociaux de l’Inserm (Twitter, Facebook). Un documentaire sera réalisé sur place par un vidéaste professionnel.

Retour en vidéo sur la conférence de presse du 6 Novembre 2018


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