Des chercheurs du laboratoire  Information génomique et structurale (CNRS/Université Aix-Marseille), associés au laboratoire Biologie à Grande Échelle (CEA/Inserm/Université Grenoble Alpes), viennent de découvrir deux virus géants dont le nombre de gènes rivalise avec celui de certains microorganismes cellulaires eucaryotes (cellules à noyau). Ces deux virus d’un type totalement nouveau ont été baptisés « Pandoravirus », ce qui évoque à la fois leur forme en amphore et leur contenu génétique mystérieux. Ces résultats sont publiés en couverture du numéro du 19 juillet 2013 de la revue Science.

Pandoravirus salinus observé par microscopie électronique © IGS CNRS-AMU

Après Mimivirus, découvert il y a 10 ans, et plus récemment Megavirus chilensis[1], les chercheurs pensaient avoir touché la limite ultime du monde viral en termes de taille et de complexité génétique. Avec un diamètre proche du micron et un génome contenant plus de 1 100 gènes, ces virus géants qui infectent des amibes du genre Acanthamoeba empiétaient déjà largement sur le territoire que l’on pensait être réservé aux bactéries. A titre indicatif, des virus courants, tels que le virus de la grippe ou celui du SIDA, ne renferment qu’une dizaine de gènes.

Dans l’étude publiée dans la revue Science, les chercheurs annoncent la découverte de deux nouveaux virus géants :

• Pandoravirus salinus, sur les côtes chiliennes ;
• Pandoravirus dulcis, dans une mare d’eau douce à Melbourne (Australie).

L’analyse détaillée de ces deux premiers Pandoravirus révèle qu’ils n’ont quasiment aucun point commun avec les virus géants précédemment caractérisés. De plus, seul un infime pourcentage (6%) des protéines codées par les 2 500 gènes de Pandoravirus salinus ressemble à des protéines déjà répertoriées dans les autres virus ou les organismes cellulaires. Avec un génome de cette taille, Pandoravirus salinus vient démontrer que la complexité des virus peut dépasser celle de certaines cellules eucaryotes[2]. Autre singularité : les Pandoravirus n’ont aucun gène qui leur permettrait de fabriquer une protéine ressemblant à la protéine de capside, la brique de base des virus traditionnels.

Malgré toutes leurs propriétés originales, les Pandoravirus conservent les caractéristiques essentielles du monde viral : absence de ribosome, de production d’énergie et de division.

Dans ce contexte de nouveauté absolue, l’analyse du protéome de Pandoravirus salinus a permis de montrer que les protéines qui le constituent sont bien celles prédites à partir de la séquence du génome du virus. Les Pandoravirus utilisent donc le code génétique universel, code  commun à tous les organismes vivants sur notre planète.

Ce travail souligne à quel point notre connaissance de la biodiversité microscopique reste étonnamment partielle dès que l’on explore de nouveaux environnements. En effet, les Pandoravirus, jusqu’alors totalement inconnus, ne sont sans doute pas rares comme l’atteste la découverte simultanée de deux spécimens de cette nouvelle famille virale dans des sédiments localisés à 15 000 km de distance.

La découverte qui a été réalisée comble définitivement une discontinuité entre le monde viral et le monde cellulaire, discontinuité qui a été érigée en dogme depuis les fondements de la virologie moderne dans les années 1950. Elle suggère également que l’émergence de la vie cellulaire a pu s’accompagner d’une diversité beaucoup plus foisonnante de formes pré-cellulaires que celles envisagées classiquement, ce nouveau type de virus géant étant quasiment sans homologie avec les trois domaines du vivant reconnus : eucaryotes, eubactéries et archébactéries.

Si le cholestérol, en trop grande quantité dans l’organisme, est bien connu pour ses effets néfastes sur la santé, des chercheurs pourraient réhabiliter sa réputation via l’un de ses dérivés. En effet, l’équipe de chercheurs de l’Inserm et du CNRS dirigée par Marc Poirot et Sandrine Silvente-Poirot au  » Centre de recherche en cancérologie de Toulouse  » (Inserm / CNRS / Université Toulouse III – Paul Sabatier), vient non seulement de découvrir une nouvelle molécule issue du cholestérol, la dendrogénine A, mais, elle apporte en plus la preuve, chez la souris, que celle-ci possède des propriétés anti-cancéreuses.
Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Communications.

Le cholestérol est impliqué dans diverses pathologies chroniques telles que les maladies cardiovasculaires et dans le cancer. Les connaissances actuelles laissaient supposer un rôle négatif du cholestérol sur les cancers principalement pour deux raisons. D’une part, le cholestérol est un précurseur des androgènes et des œstrogènes qui sont tous deux associés au développement des cancers dit « hormono-dépendants[1] ». D’autre part, la voie de synthèse du cholestérol (qui comporte plus de 20 étapes différentes) conduit à l’activation de gènes pro-tumoraux.

Le blocage en amont de la voie de biosynthèse du cholestérol par des inhibiteurs tels que les statines aurait dû conduire à une protection contre la survenue de cancer voire à une efficacité anticancéreuse, ce qui n’a pas été confirmé par des études cliniques impliquant de très larges cohortes de patients. Ceci suggère une complexité plus importante de son métabolisme[2].

L’équipe de chercheurs dirigée par Marc Poirot et Sandrine Silvente-Poirot s’est donc précisément intéressée au métabolisme du cholestérol. Grâce à des techniques de criblage et de synthèse chimique, les chercheurs ont pu établir que le produit de la réaction chimique d’un dérivé du cholestérol avec l’histamine générait une nouvelle classe de stérols appelée Dendrogenine A (DDA). Cette molécule, obtenue en laboratoire, présente des propriétés remarquables d’induction de la différenciation et de la mort de cellules cancéreuses.

Ces observations les ont conduits à rechercher cette molécule dans les tissus de mammifères. Ils ont découvert que la DDA est présente dans les tissus et cellules saines chez l’homme tandis qu’elle n’est pas détectable dans les cellules tumorales. Chez la femme, son taux est 5 fois plus faible dans les tissus de tumeurs mammaires comparé au tissu normal.

« Nos résultats suggèrent que la DDA protège les cellules des processus de cancérisation »

Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont ensuite tenté de restaurer la déficience de la DDA dans des tumeurs implantées chez les animaux. Chez ces derniers, l’administration de la DDA conduit à un contrôle de la prolifération tumorale et prolonge leur vie.

Pour les chercheurs, cette découverte est importante car elle constitue la preuve de l’existence d’une nouvelle voie métabolique chez l’homme, à la croisée entre le métabolisme du cholestérol et celui de l’histamine, mais également parce que la DDA, grâce à ses propriétés anticancéreuses, pourrait être utilisée pour le traitement de différents cancers.

Une découverte de l’unité de recherche Inserm U1105 « Groupe de Recherche sur l’Analyse Multimodale de la Fonction Cérébrale » de l’Université de Picardie Jules Verne (UPJV) et de l’unité de recherche Inserm U992 « Neuroimagerie cognitive », NeuroSpin/CEA

Le cerveau immature d’un nouveau-né prématuré est capable, dès 3 mois avant le terme, de distinguer les syllabes et les voix masculines et féminines. Ces résultats, obtenus notamment par des chercheurs de l’Inserm, de l’Université de Picardie Jules Verne et du centre d’imagerie NeuroSpin du CEA, sont publiés dans la revue PNAS datée du 25 février 2013. Ils soulignent une organisation sophistiquée très précoce des régions cérébrales impliquées dans le traitement linguistique et la communication sociale chez l’Homme.

A la naissance, les nouveau-nés sont capables de distinguer des syllabes proches, de reconnaître la voix de leur mère, et de différentier différentes langues humaines. Ces capacités chez le petit humain sont-elles dues à la présence de mécanismes innés propres à l’espèce humaine pour traiter la parole, ou à un apprentissage rapide des caractéristiques de la voix maternelle pendant les dernières semaines de grossesse ?

Pour le savoir, Fabrice Wallois, directeur de l’unité mixte de recherche UPJV/Inserm « Groupe de Recherche sur l’Analyse Multimodale de la Fonction Cérébrale » (GRAMFC), et Ghislaine Dehaene-Lambertz, (Inserm, NeuroSpin/Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Paris-Sud) en collaboration avec des praticiens hospitaliers du CHU Amiens Picardie, ont testé les capacités de discrimination auditive de 12 nouveau-nés prématurés de 28 à 32 semaines d’aménorrhée, c’est-à-dire nés 2 à 3 mois avant le terme.

A ce stade de développement, le cerveau est immature puisque les neurones sont encore en train de migrer vers leur localisation définitive. Néanmoins, les premières connexions entre le cerveau et le monde extérieur se mettent en place, notamment celles permettant au fœtus d’entendre les sons, ce qui permet d’enregistrer les premières réponses cérébrales aux stimulations externes.

Les auteurs de cette étude ont stimulé auditivement les nouveau-nés prématurés, en les exposant à deux sons de syllabes proches (« ga » et « ba ») prononcées soit par un homme soit par une femme. Ils ont enregistré leur réponse cérébrale grâce à l’imagerie optique fonctionnelle (spectroscopie proche infra-rouge). Les chercheurs ont ainsi pu montrer que malgré leur cerveau immature, les prématurés sont réceptifs aux changements de voix (homme ou femme) et aux changements de phonèmes (« ba » ou « ga ») (figure 1).

De plus, les ensembles ou réseaux de neurones impliqués chez le prématuré sont très proches de ceux décrits chez l’adulte dans le même type de tâche. Ils sont asymétriques et impliquent notamment les régions frontales. Comme chez l’adulte, la région frontale droite répond à la nouveauté, quel que soit le changement, alors que la région frontale gauche, ou région de Broca, ne répond qu’au changement de phonème.

Figure 1 : Projection des activations sur le cerveau d’un prématuré de 30 semaines d’aménorrhée. Le changement de phonème entraine une augmentation de l’activité cérébrale dans les régions temporales et frontales, notamment à gauche. La réponse au changement de voix est plus limitée, et ne concerne que la région frontale inférieure droite.

©Wallois

Cette étude a reçu le soutien du Conseil régional de Picardie et du FEDER (Fonds européen de Développement Régional).

Quand recherche, médecine et haute technologie opèrent ensemble à Rennes

Dans ce bloc opératoire hybride, il faut imaginer des chirurgiens, des médecins et des ingénieurs entourés d’écran de contrôle, de systèmes de réalité augmentée et robotisés, qui permettent des interventions de plus en plus précises et sécurisées. Au sein du Laboratoire traitement du signal et de l’image (université de Rennes 1 / Inserm), chercheurs, ingénieurs et médecins du centre cardio-pneumologique du CHU de Rennes ont collaboré pour que la plateforme TherA-Image puisse voir le jour.

 Ensemble, ils conçoivent et mettent en œuvre des techniques de cardiologie interventionnelle et de chirurgie mini-invasive, guidées par l’image et assistées par ordinateur au sein de la plateforme TherA-Image. Ces procédures visent à réduire au minimum le temps d’intervention et le traumatisme opératoires. Des patients plus fragiles peuvent ainsi accéder à ces techniques médicales innovantes, qui visent à améliorer le confort et le pronostic post-opératoires grâce à un ensemble d’équipements et de compétences unique en Europe.

TherA-Image est un bloc opératoire hybride, à la fois lieu de soins et de recherche dans le domaine des technologies pour la santé. C’est une plateforme médico-technique située à l’interface entre le CHU de Rennes, l’université de Rennes 1, l’Inserm et l’industrie médicale. On y conçoit et déploie des approches informatisées de planification des interventions, d’assistance aux gestes opératoires et d’évaluation de ces gestes.

TherA-Image est dotée d’équipements de pointe en imagerie (observation 3D intra-opératoire, réalité augmentée, électrophysiologie cardiaque), d’assistance opératoire (navigation endovasculaire, robot de cathétérisme) et de diffusion vidéo (télé-expertise, formation…).

Traitement d’une insuffisance cardiaque par thérapie de resynchronisation crédit CHU Rennes /L. Després

Unique en Europe, l’association de ces équipements et de ces compétences au sein d’un même bloc opératoire à Rennes résulte d’une convergence de vue construite de longue date au sein d’équipes pluridisciplinaires du LTSI, intégrant médecins, chercheurs et ingénieurs, et d’un partenariat solide inscrit dans la durée, avec des industriels leaders dans leur domaine.

• Favoriser le développement de techniques de chirurgie moins invasives. Par exemple, le remplacement en percutané (en passant à travers une artère) des valves cardiaques deviendra possible de manière fiable, sans ouverture de la cage thoracique, en s’appuyant sur des algorithmes de localisation et de guidage intracorporel des instruments chirurgicaux.

•  Traiter des anévrismes (dilatation anormale de la paroi d’un vaisseau) et des sténoses (rétrécissement d’un canal ou d’un vaisseau). Les techniques mini-invasives actuelles sont de plus en plus complexes mais grâce à TherA-Image, le chirurgien pourra guider ses instruments le long des vaisseaux sanguins  avec l’aide d’outils de planification de trajets (comme pour le GPS) et de méthodes performantes d’assistance par l’image (réalité augmentée) pour atteindre la lésion et y déposer une prothèse en toute sécurité.

modélisation simplifiée 3D dynamique de la salle Théra-Image. crédit: LTSI

Instrument d’une profonde évolution de la recherche médicale et des cultures de métier associées, TherA-Image permet la conception, le déploiement et l’évaluation des procédures interventionnelles de demain, au bénéfice du patient.

Financée dans le cadre du contrat de projet État-Région 2007-2013 à hauteur de 5,2 m€, TherA-Image a reçu le soutien de l’Union européenne (FEDER : 1,7 m€), de l’État (2 m€), de la Région Bretagne (370 k€), du Conseil général d’Ille-et-Vilaine (640 k€) et de Rennes Métropole (526 k€).