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Programme art et science : l’Inserm vous invite aux Rencontres d’Arles et au festival d’Avignon

Sans titre, tirage 60x50cm ©Diane Hymans, 2019 La recherche de l’art #8

Avec la volonté de s’ouvrir toujours davantage au grand public, l’Inserm vous convie à deux événements estivaux où l’art et la science se rencontrent et s’enrichissent mutuellement : la 8e édition de La recherche de l’art lors des Rencontres d’Arles, en partenariat avec l’École nationale supérieure de la photographie, et la 10e édition de binôme au festival d’Avignon, portée par la compagnie Les sens des mots.

L’Inserm invite le grand public à découvrir la recherche médicale autrement à l’occasion de deux événements artistiques dont il est partenaire : La recherche de l’art #8 et la 10e édition de binôme.
À travers les prismes de la photographie et du théâtre, la recherche biomédicale devient matériel artistique et offre une nouvelle vision de la science pour tous ; une démarche que l’Inserm développe aussi au quotidien sur son compte Instagram qui, à l’occasion de ces événements estivaux, proposera de juillet à août certaines des œuvres photographiques présentées.

 

La recherche de l’art #8

Depuis 2011, un partenariat signé entre l’Inserm et l’École nationale supérieure de la photographie d’Arles (ENSP) permet la rencontre de la recherche médicale et de la photographie. Des artistes récemment diplômés de l’ENSP sont accueillis chaque année en résidence photographique de 3 à 4 semaines dans les laboratoires de l’Inserm qui deviennent alors centre d’investigation photographique où l’art découvre la science et la fait apparaître autrement. Ces travaux sont présentés en parallèle des Rencontres d’Arles et donnent lieu à l’exposition La recherche de l’art #8 et à une publication.

Pour cette huitième édition, les laboratoires de l’Inserm ont accueilli 4 artistes en résidence : Hélène Bellenger (à Tours, unité 1253 Imagerie et cerveau), Quentin Carrierre (à Dijon, unité 1093 Cognition, action et plasticité sensorimotrice), Diane Hymans (à Nice, unité 1091, Institut de biologie de Valrose) et Pauline Rousseau (à Paris, unité 970, Centre de recherche cardiovasculaire à l’Hôpital européen Georges-Pompidou). Leurs travaux seront exposés du 1er juillet au 25 août dans les nouveaux locaux de l’ENSP.
L’Inserm propose également au grand public la possibilité de découvrir certaines des œuvres sur son compte Instagram pendant toute la durée de l’exposition.                                                                  

Exposition La recherche de l’art #8

Du 1er juillet 2019 au 25 août 2019
Entrée libre tous les jours de 10h à 13h et de 14h à 19h
ENSP
Boulevard Victor Hugo
13 200 Arles

Vernissage en présence des artistes : 2 juillet 2019 à 17h
Retrouvez les oeuvres sur le compte Instagram @Inserm

Plus d’informations : https://www.ensp-arles.fr/inserm2019

 

binôme : 10e édition au « in » du festival d’Avignon

La compagnie Les sens des mots tiendra sa 10e édition du projet binôme, inscrit pour l’occasion au programme du « in » du festival d’Avignon. Partenaire de binôme de la première heure, l’Inserm participe à l’émergence de nouvelles visions de la science, en réunissant le monde de la recherche et le théâtre contemporain.

binôme est une série de spectacles nés de la rencontre et de l’échange entre un chercheur et un auteur dramatique. Il résulte de chaque rencontre une pièce de théâtre qui en est librement inspirée et dans laquelle le chercheur et ses travaux deviennent l’objet d’étude de l’auteur. Le spectacle regroupe :
– la diffusion d’extraits de la rencontre filmée entre l’auteur et le scientifique ;
– la mise en lecture de la pièce par les artistes de la compagnie Les sens des mots ;
– la réaction filmée du scientifique à la découverte de la pièce ;
– une discussion avec le public, en présence de l’auteur, du scientifique et de l’équipe artistique.

Cette année, l’Inserm et binôme invitent le grand public à découvrir la pièce de théâtre Élise louche !, de l’auteur Hédi Tillette de Clermont-Tonnerre, d’après sa rencontre avec Alain Chédotal, directeur de recherche Inserm en neurobiologie du développement, au sein de l’Institut de la vision (unité 968 Inserm/CNRS/Sorbonne Université).
La première représentation se tiendra le 15 juillet à Avignon.

 

Lundi 15 juillet -17h30 : Élise louche !
Avignon Université – Les Jardins de l’Université
74 rue Louis Pasteur

Pour consulter l’ensemble du programme des représentations binôme : https://www.ensp-arles.fr/inserm2019

 

Des neurones en ébullition pendant le sommeil

Adobe Stock

Une équipe Inserm décrit pour la première fois le comportement et le langage des neurones qui assurent la consolidation de la mémoire pendant le sommeil. Bien loin de l’organisation statique et linéaire supposée, les chercheurs de l’Inserm montrent que le rôle des neurones varie rapidement au cours du temps et que le trajet de l’information change en permanence. Ces travaux sont parus dans Science Advances.

Les cellules du cerveau échangent constamment des informations. Pendant le sommeil, cela sert notamment à consolider la mémoire. Mais la façon dont ces échanges se font reste encore mal connue. L’électroencéphalogramme, qui permet de mesurer l’activité électrique globale du cerveau, montre des ondes régulières plus ou moins rapides selon les phases de sommeil, mais il ne permet pas de savoir comment est traitée l’information à l’échelle du neurone. Voilà qui est fait grâce à l’équipe de Christophe Bernard (Institut de Neuroscience des Systèmes – Inserm U1106). Pour y parvenir, l’équipe a utilisé des électrodes afin d’enregistrer l’activité électrique d’une centaine de neurones concentrés dans une région donnée. Ce sont ces signaux électriques qui portent l’information. Trois zones connues pour être impliquées dans la mémoire ont été enregistrées chez des rats pendant leur sommeil : l’hippocampe, le cortex préfrontal et le cortex entorhinal.

« D’après la régularité des ondes dans l’encéphalogramme, nous imaginions que les neurones fonctionnaient selon un schéma bien précis et répétitif pour transmettre les informations ou les stocker (un peu à la manière d’une machine industrielle bien réglée). Or les enregistrements montrent qu’il n’en est rien », clarifie Christophe Bernard.

Des groupes de neurones s’organisent entre eux pendant des temps très courts pour stocker et transmettre de l’information, et se relaient en permanence au cours du temps. Et au sein de chaque groupe, seuls quelques neurones jouent un rôle prépondérant. « Il y a ainsi une succession de sous-états avec au final, environ la moitié des neurones de ces trois régions qui jouent un rôle clé dans le traitement de l’information à un moment ou à un autre. Autrement dit, il n’y a pas de hiérarchie établie au sein des neurones, mais plutôt une répartition équilibrée des rôles », explique Christophe Bernard.

Une circulation fluide

L’autre découverte majeure est que, pendant un sous-état donné, l’information ne suit pas toujours le même chemin. « Ce fut une surprise car la théorie dominante était que le transfert de l’information suivait un trajet fixe. Or, nous constatons que ce n’est pas le cas. Dans le cerveau, les partenaires avec lesquels un neurone échange fluctuent d’un instant à l’autre. Cela se passe un peu comme sur internet, illustre le chercheur.

Un mail qui part de Paris vers Sydney, passera par des serveurs situés dans différents pays au cours de son acheminement et ces serveurs varieront au cours de la journée en fonction du trafic. Dans le cerveau c’est pareil : même quand l’information est la même, les itinéraires qu’elle emprunte ne sont pas fixes et les partenaires changent sans arrêt ».

Enfin, ces travaux ont permis de décoder le type de langage que les neurones parlent. Si un sous-état correspond à un « mot », la séquence de sous-états constitue une phrase. Même si la signification des mots et des phrases échappe encore aux chercheurs, ces derniers ont pu établir que le langage parlé par les neurones est complexe, ce qui permet d’optimiser le traitement de l’information. Un langage simple contient très peu de mots ; il est facile à apprendre mais il est difficile de convoyer des notions complexes. Un langage chaotique contient un mot pour chaque situation possible, et est impossible à apprendre. Le langage des neurones est complexe, comme pour les langues humaines. A noter que cette complexité est supérieure lors du sommeil paradoxal (celui des rêves) que pendant le sommeil lent.

Les chercheurs vont maintenant regarder ce qu’il en est en cas d’éveil, de réalisation de taches particulières ou encore en cas de pathologies. Ils vont notamment étudier le lien possible entre les pertes mnésiques chez les sujets épileptiques et la complexité du langage neuronal.

Agir sur le système immunitaire avant même qu’un cancer ne survienne serait possible

Visualisation en coloration multispectrale d’une sous-population de cellules immunitaires infiltrant une tumeur. Inserm/Jerôme Galon

La réponse immunitaire s’active dès l’apparition de cellules précancéreuses à des stades très précoces. Malheureusement, cette réponse s’accompagne simultanément de la mise en place de mécanismes chargés de la bloquer, permettant la progression du cancer. C’est la première fois que la réponse immunitaire est décrite avec cette précision à des stades précancéreux, ici dans le cancer du poumon. Ces travaux de l’équipe de Jérôme Galon, directeur de recherche Inserm au sein du Centre de recherche des Cordeliers (Inserm/Université de Paris/Sorbonne Université) à Paris, et de Céline Mascaux au sein du Centre de recherche en cancérologie de Marseille (Inserm/CNRS/Centre de lutte contre le cancer/Aix-Marseille Université), montrent que l’utilisation d’immunothérapies à des stades très précoces pourrait peut-être favoriser la prévention du cancer. Ces travaux sont parus dans Nature.

Les connaissances sur le fonctionnement du système immunitaire en cas de cancer ne cessent de progresser. Jérôme Galon et son équipe de l’Inserm contribuent largement à ces avancées. Après avoir montré que la progression du cancer dépend entre autres de la présence et de la fonctionnalité des lymphocytes T dans le microenvironnement tumoral et de l’Immunoscore, les chercheurs prouvent que la réponse immunitaire et ses blocages surviennent à des stades très précoces, pré cancéreux.

Autant dire que quand le cancer survient, une bonne partie de la surveillance immunitaire mais aussi les mécanismes qui permettent de lui échapper sont déjà déroulés.

Actuellement, la surveillance de lésions pré cancéreuses dans le cancer du poumon permet de les retirer si les médecins ont le moindre soupçon qu’elles soient à risque de donner un cancer. Mais les cliniciens étaient probablement loin d’imaginer qu’il est à priori, à ce stade, déjà possible de cibler le système immunitaire pour lutter contre l’aggravation de ces lésions. C’est ce que montrent les travaux de Jérôme Galon et son équipe. Les chercheurs ont eu accès à 122 biopsies pulmonaires provenant de personnes fumeuses à risque de cancer. Ils y ont retrouvé tous les stades des lésions pré cancéreuses à cancéreuses. Pour chaque biopsie, ils ont étudié le système immunitaire dans le microenvironnement tumoral. Ils ont procédé à une étude génomique des cellules présentes et à l’observation de ces dernières par fluorescence multispectrale, une technique d’imagerie fondée sur l’utilisation d’anticorps spécifiques ciblant différents types de cellules immunitaires. Ce travail leur a permis de caractériser la nature, la quantité et la disposition des différents acteurs immunitaires dans le microenvironnement tumoral à chaque stade pré cancéreux et cancéreux.

La réponse immunitaire précède le cancer

Ils ont ainsi pu comparer les trajectoires évolutives du cancer et de la réponse immunitaire. Au stade de la dysplasie de bas grade, soit à un stade extrêmement précoce, lorsque les cellules présentent simplement quelques anomalies morphologiques, des défauts de réparation de l’ADN et une plus grande capacité à se diviser, les chercheurs constatent l’activation des cellules immunitaires locales et l’arrivée de lymphocytes T naïfs, c’est-à-dire non éduqués pour détruire spécifiquement les cellules anormales. Ensuite, au stade de la dysplasie de haut grade correspondant à des anomalies morphologiques et moléculaires plus importantes, les chercheurs observent un recrutement massif de l’immunité innée et adaptative avec la présence de lymphocytes B et T spécifiques des cellules anormales et une mise en place de la réponse immunitaire mémoire. Mais cette activation s’accompagne déjà à ce stade de l’apparition de points de blocage du système immunitaire appelés checkpoints et de cytokines suppressives, des molécules destinées également à bloquer la réponse immunitaire. Cela signifie que le fonctionnement du système immunitaire est déjà altéré avant l’apparition du cancer à proprement parler. Cette découverte effectuée dans le cancer du poumon doit encore être confirmée dans les autres types de cancers. Jérôme Galon y travaille déjà dans le cancer du côlon.

Pour les chercheurs, ces travaux auront certainement à terme des retombées sur la prise en charge des patients. D’une part, ils soulignent l’importance de découvrir des biomarqueurs immunitaires pour mieux prédire les risques d’évolution des lésions pré cancéreuses vers des cancers.

D’autre part, il semblerait que l’utilisation des immunothérapies destinées à lever les points de blocage immunitaire, les fameux checkpoints, pourrait être bénéfique aux patients à des stades précoces en prévention du cancer.

Une nouvelle cible thérapeutique pour traiter les ataxies spinocérébelleuses ?

Cellules de Purkinje dans une coupe horizontale du cervelet de souris exprimant une protéine fluorescente (GFP) sous le contrôle du promoteur des récepteurs dopaminergiques D2. Ces cellules dégénèrent chez les patients atteints d’ataxie spinocérébelleuse SCA3. ©Inserm/Valjent, Emmanuel

Les ataxies spinocérébelleuses font partie des maladies génétiques neurodégénératives du cervelet et du tronc cérébral qui entrainent de nombreux troubles moteurs, et dont la forme la plus connue est la SCA3 aussi appelée maladie de Machado-Joseph. Dans ses travaux parus le 14 juin dans Acta Neuropathologica, Nathalie Cartier-Lacave, chercheuse Inserm au sein de l’Institut du cerveau et de la moelle épinière, a découvert avec son équipe le rôle crucial d’une enzyme qui permet d’améliorer les symptômes de la maladie chez la souris.

Certaines maladies neurodégénératives sont dues à une mutation qui entraine la production de protéines malformées et possédant des acides aminés en excès (expansion de polyglutamines). C’est le cas de la maladie de Huntington et de certaines formes d’ataxies spinocérébelleuses.

Dans cette étude, une équipe de l’Institut du cerveau et de la moelle épinière (Inserm/Sorbonne Université/ APHP) dirigée par Nathalie Cartier-Lacave s’est intéressée à un autre groupe de maladies présentant cette production de protéines à expansion de polyglutamines, les ataxies spinocérébelleuses, et plus spécifiquement la SCA3. Dans cette maladie qui touche 1 à 2 personnes sur 100 000, c’est la protéine ataxine 3 qui est mutée et qui s’agrège dans les neurones provoquant leur mort et entrainant ainsi des troubles moteurs. Les chercheurs ont pu montrer qu’apporter une enzyme clé du métabolisme cérébral du cholestérol, CYP46A1, dans les zones atteintes par la maladie, améliorait les symptômes. Cette stratégie pourrait également être efficaces dans les autres ataxies liées à des expansions de polyglutamines.

Pour commencer, les chercheurs ont étudié le métabolisme du cholestérol chez des souris atteintes de SCA3 et mis en évidence un déséquilibre du métabolisme du cholestérol et une diminution de l’enzyme CYP46A1.       Ces premiers résultats ont conduit les chercheurs à tester si restaurer l’expression de cette enzyme chez des souris atteintes de SCA3 pouvait être bénéfique. Ils ont réalisé une injection unique d’un vecteur de thérapie génique portant le gène CYP46A1 dans le cervelet de souris SCA3 et ont mis en évidence une diminution de la dégénérescence des neurones de Purkinje du cervelet, une amélioration des troubles moteurs, et la diminution des agrégats d’ataxine 3 par rapport aux souris malades non traitées.

« Ces résultats montrent que CYP46A1 est une cible thérapeutique importante pour restaurer ce métabolisme, diminuer les agrégats de protéines mutées toxiques et ainsi améliorer les symptômes de la maladie », explique Nathalie Cartier-Lacave, directrice de recherche Inserm.

Pour aller plus loin dans la compréhension du phénomène, ils ont mis en évidence que la voie qui permet d’évacuer les protéines malformées ou mutées, la voie de l’autophagie, est perturbée chez des souris SCA3. Cela leur a permis de conclure que les ataxines 3 s’agrègent à cause du dysfonctionnement de cette voie. En revanche, si on arrive à réinstaller un niveau normal de CYP46A1, l’autophagie est restaurée, atténuant ainsi les symptômes de la maladie.

De façon intéressante, les chercheurs ont observé que les agrégats d’ataxine 2 sont également mieux évacués lors de la surexpression de l’enzyme, ouvrant des espoirs thérapeutiques, un seul produit pouvant potentiellement être efficace pour plusieurs pathologies rares sévères.

Un programme européen (Erare) est actuellement en cours coordonné par l’Inserm à l’Institut du cerveau et de la moelle épinière (N. Cartier, A. Durr) pour confirmer ces résultats sur d’autres modèles d’ataxies et évaluer la faisabilité et la tolérance d’une application thérapeutique potentielle chez des patients atteints de ces pathologies génétiques sévères.

Les mousses végétales témoins de la pollution de l’air

Si la responsabilité des particules fines dans la surmortalité causée par la pollution de l’air est de plus en plus étudiée et reconnue, elle est encore mal comprise. Une équipe de recherche associant l’Inserm et l’université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, a utilisé une méthode innovante, fondée sur la biosurveillance des concentrations en métaux dans les mousses végétales en zone rurale en France. Elle compare une cartographie sur 15 ans des concentrations en métaux dans les mousses − dont le plomb et le cadmium − avec la mortalité au sein de la cohorte Gazel. Ces résultats parus dans Environment International suggèrent une association entre exposition sur le long terme aux métaux atmosphériques et surmortalité, même dans les zones éloignées des sources d’émission majeures. Ils confirment l’utilité de la biosurveillance des mousses comme outil d’évaluation des effets de l’exposition à la pollution de l’air.

La pollution de l’air extérieur a été reconnue responsable de 4,2 millions de morts prématurées en 2016 et les preuves scientifiques concernant l’implication des particules fines sont de plus en plus nombreuses. Produites par les activités humaines mais également par des sources naturelles, ces dernières contiennent divers métaux. Leur rôle dans la morbidité et la mortalité est cependant encore mal compris, et il existe peu d’études concernant les conséquences sanitaires de l’exposition aux métaux atmosphériques. Souvent limitées par la portée des stations de mesure, les études sont concentrées sur les zones de forte exposition ou densité de population (grandes villes, proximité des grands axes routiers ou d’industrie polluantes).

La biosurveillance des concentrations en métaux dans les mousses végétales[1] est une approche qui, sans les mesurer directement, permet d’évaluer à travers le temps le niveau et les variations des concentrations atmosphériques des métaux lourds se déposant sur les mousses.

Une équipe de recherche associant l’Inserm et l’université Versailles St-Quentin-en-Yvelines a comparé les données de biosurveillance des mousses en France avec les données épidémiologiques de la cohorte Gazel, afin de mieux comprendre les effets sur la mortalité d’une exposition à long terme aux métaux atmosphériques dans les zones peu exposées aux émissions humaines.  

Les chercheurs ont réalisé une cartographie sur 15 ans (de 1996 à 2011) des concentrations des mousses en 13 métaux atmosphériques (aluminium, arsenic, calcium, cadmium, chrome, cuivre, fer, mercure, sodium, nickel, plomb, vanadium et zinc) via les relevés du programme de biosurveillance des mousses du Muséum national d’Histoire naturelle, en distinguant les métaux provenant d’origine naturelle de ceux provenant des activités humaines dits « anthropiques » (plomb, cadmium, cuivre, mercure et zinc). Les données de santé de plus de 11 000 participants de la cohorte Gazel habitant dans des zones rurales et péri-urbaines ont été comparées à cette cartographie.

Les chercheurs ont observé un risque accru de décès par cause naturelle pour l’exposition simultanée à l’ensemble des métaux anthropiques. À proximité des grands axes routiers, celle-ci apparaît associée à une plus forte augmentation de la mortalité que l’exposition à distance des grands axes, ce qui pourrait indiquer un lien entre l’exposition aux métaux atmosphériques produits par le trafic et la mortalité.

Certains métaux atmosphériques produits par les activités humaines pourraient donc être associés à un excès de mortalité même dans les zones où l’exposition à la pollution de l’air est faible. « Des études précédentes au sein de la cohorte Gazel ont montré que les citadins étaient beaucoup plus exposés aux particules fines que les ruraux et donc très probablement aux métaux atmosphériques, indique Bénédicte Jacquemin, chercheuse Inserm, qui a dirigé l’étude. Les citadins subissent donc probablement davantage les effets des métaux atmosphériques sur la santé. »

Et de conclure : « Les résultats de cette étude confirment l’utilité et la pertinence de la biosurveillance des mousses végétales comme outil d’évaluation des effets de l’exposition à la pollution de l’air. Des études ultérieures doivent être conduites afin de préciser lesquels des métaux contenus dans les particules fines sont susceptibles d’affecter la santé humaine, ce qui nous permettrait de mieux comprendre les effets de la pollution atmosphérique sur la santé. »

[1] En France, le programme BRAMM, géré par le Muséum national d’Histoire naturelle, utilise la biosurveillance des mousses pour de nombreux métaux atmosphériques, avec pour objectif de surveiller les niveaux de ces métaux principalement dans les forêts et les zones éloignées des grandes industries, des villes et de la circulation. Cette surveillance implique un échantillonnage des mousses à travers le pays, un enregistrement des coordonnées de chaque lieu de prélèvement et une analyse en laboratoire des métaux contenus dans chaque échantillon.

Etude de l’association entre risque d’AVC et exposition à un temps de travail prolongé

 

Un temps de travail prolongé, qui correspondrait à plus de dix heures par jour au moins 50 jours par an, peut représenter un risque de survenue de maladies cardio-vasculaires ou d’accidents vasculaires cérébraux (AVC). Ce constat est issu d’une étude menée par une équipe française de l’hôpital Raymond-Poincaré AP-HP, de l’Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines, de l’Université Paris-Saclay et de l’Inserm, en collaboration avec des équipes américaines, européennes et japonaises. Ces travaux, menés à partir des données de la cohorte française CONSTANCES*, ont été publiés le 20 juin 2019 dans la revue Stroke de l’American Heart Association.

Afin d’étudier l’association entre temps de travail prolongé et risque d’AVC, une équipe française de l’hôpital Raymond-Poincaré AP-HP, de l’Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines, de l’Université Paris-Saclay et de l’Inserm s’est appuyée sur les données de la cohorte française CONSTANCES (sur l’âge, le sexe, le temps de travail et le fait de fumer ou non). Un entretien médical complémentaire a permis d’identifier d’autres facteurs de risques cardiovasculaires et de précédents AVC. La notion de temps de travail prolongé a été définie comme étant de dix heures minimum par jour pendant au moins 50 jours par an. Les personnes qui exercent un emploi à temps partiel et celles qui avaient déjà eu un AVC avant d’être exposées à un temps de travail prolongé ont été exclues de l’étude.

L’équipe a utilisé un modèle statistique qui permet d’évaluer l’association entre temps de travail prolongé et AVC, en fonction de l’âge, du sexe et du type de travail. Sur plus de 140 000 patients inclus, 0,9% ont rapporté un AVC, 29,6% des temps de travail prolongés et 10,1% des temps de travail prolongés sur plus de dix ans.

Un temps de travail prolongé a été associé à un risque de survenue d’AVC 29% plus important dans cette population que dans celle travaillant moins.

Être exposé à un temps de travail prolongé sur dix ans minimum est fortement corrélé à la survenue d’AVC, avec un risque doublé dans cette population par rapport à celle travaillant moins.

L’association était plus significative chez les personnes de moins de 50 ans après prise en compte des facteurs de risque habituels. Aucune différence n’a en revanche été observée entre les femmes et les hommes.

Malgré ses limites (on ne peut pas conclure à un lien de causalité), cette étude observationnelle met en évidence l’existence d’une association significative entre risque de survenue d’AVC et temps de travail prolongé sur une période égale ou supérieure à dix ans. Elle confirme ainsi les conclusions d’une méta-analyse publiée en 2015 sur l’excès de risque d’AVC lié à un travail prolongé**. Ces résultats, qui pourront être utilisés dans le cadre de mesures de prévention globale et individuelle, devront être approfondis par des études complémentaires.

Jérôme Galon, directeur de recherche Inserm, remporte le Prix de l’inventeur européen 2019

L’Inserm : la science pour la santé

Jérôme Galon©Inserm/Mehrak

Le chercheur de l’Inserm, Jérôme Galon vient d’être distingué par l’Office européen des brevets (OEB) pour son Immunoscore®, un test qui permet de prédire les risques de récidive chez les patients atteints de certains types de cancers. Une illustration des missions et résultats de l’Inserm, au service de la santé de tous.

L’invention de Jérôme Galon, sous licence de l’Institut national de la santé et de la recherche médicale via sa filiale privée Inserm Transfert, commercialisée sous le nom d’Immunoscore® par la société qu’il a cofondée, vise à compter le nombre de cellules immunitaires dans le tissu tumoral d’un patient. Plus ces cellules immunitaires sont présentes dans les tumeurs, meilleures sont les chances de survie du patient. Dans le cas de cancer colorectal, la probabilité du test de prédire la survie des patients a été établie à 95 %. L’Immunoscore® permet aux médecins d’avoir un aperçu plus complet de la maladie d’un patient et de lui proposer ainsi les traitements les plus adaptés.

Pour réaliser le test, un scanner spécifique réalise des images numériques d’échantillons tumoraux, sur lesquelles un logiciel va compter le nombre de cellules immunitaires. Un algorithme calcule ensuite l’Immunoscore® du patient en fonction de la concentration de lymphocytes T. Des cliniques du monde entier y ont aujourd’hui recours pour prédire le risque de récidive chez les patients atteints de cancer colorectal.

« Le parcours de Jérôme Galon est exemplaire à bien des égards et je le félicite chaleureusement pour ce Prix de l’inventeur européen 2019. À travers lui, ce sont les résultats de nos recherches qui sont récompensés, quand elles réussissent à allier science et entreprenariat. C’est aussi une belle illustration de notre devise à l’Inserm : La science pour la santé » déclare Gilles Bloch, président-directeur général de l’Inserm.

« Chaque année, 165 000 demandes de brevets sont déposées en Europe, je suis donc ravi de recevoir ce prix qui consacre plus de 15 ans de travail au laboratoire et qui n’est pas terminé pour autant. Mais c’est aussi grâce à la liberté de recherche dont nous disposons à l’Inserm que j’ai pu me lancer dans ces travaux, de long terme, à une époque où peu de chercheurs s’intéressaient à l’immunologie des cancers. Concernant la valorisation de cette découverte, Inserm transfert a également joué un rôle déterminant en m’accompagnant depuis le début de l’aventure », précise Jérôme Galon.

Lancement de SCAI : un centre de l’intelligence artificielle au coeur de Sorbonne Université

L’équipe SCAI lors du lancement officiel le 18 juin©Sorbonne Université – Pierre Kitmacher

Paris, le 19 juin 2019. Sorbonne Université, le CNRS, l’Inserm, Inria, l’UTC, le Musem national d’Histoire naturelle, INSEAD, l’IRD réunis dans l’Alliance Sorbonne Université créent, en partenariat avec l’AP-HP et le CEA, le Sorbonne Center for Artificial Intelligence (SCAI). Ce centre de recherche et de formation interdisciplinaire en intelligence artificielle est une réponse de l’Alliance Sorbonne Université aux grands défis scientifiques d’aujourd’hui et de demain, vitrine de leurs savoir-faire.

SCAI mobilisera l’ensemble des forces de leurs unités mixtes de recherche, engagées dans la science des données, le calcul haute performance et dans l’intelligence artificielle en mathématiques, informatique et robotique ainsi qu’en climatologie et biodiversité, en santé, en économie et en humanités numériques. Il s’appuiera sur des partenariats industriels, au premier rang desquels ATOS, Thales et Total. Sorbonne Université a également signé un accord avec l’AP-HP qui devrait permettre l’échange d’expertise, de savoir-faire, le montage de projets communs, la mise en place d’accès simplifiés (« fast-track ») à l’Entrepôt de Données de Santé, la mobilité des chercheurs ou d’étudiants, ou encore des actions de communication et de sensibilisation.

Installé sur le campus Pierre et Marie Curie dans un espace de 700 m2 avec l’institut des sciences du calcul et de la donnée (ISCD) de l’Alliance, SCAI est conçu comme un lieu d’échanges et a pour vocation de promouvoir une recherche et une formation interdisciplinaires centrées sur l’IA, dans un environnement dynamique et attractif. En parallèle, SCAI@Abu Dhabi, installé sur le campus de Sorbonne Université Abu Dhabi, développera des actions de recherche et d’enseignement innovantes et des partenariats dans la région.

À l’échelle européenne, SCAI contribuera à répondre à l’un des grands défis du programme cadre de recherche Horizon Europe et contribuera activement à l’un des axes stratégiques de l’Alliance d’universités Européennes, 4EU+, qui associe Sorbonne Université aux universités de Copenhague, Heidelberg, Milan, Prague, et Varsovie.

Dès l’année universitaire 2019-2020, SCAI offrira d’une part des formations spécialisées (master 2 en apprentissage et algorithmes et DU IA et learning machine) et, d’autre part, une formation à la maîtrise des données permettant à l’ensemble des diplômés de l’Alliance, quel que soit leur champ disciplinaire, d’interagir avec des spécialistes de l’IA dans leur vie professionnelle. Pensés comme un laboratoire d’idées pour l’innovation pédagogique dans le domaine de l’IA, SCAI et l’ISCD joueront un rôle moteur dans le développement d’enseignements adaptés, tant en formation initiale (licence, master, doctorat) qu’en formation continue, en réponse à l’ambition nationale de doubler le nombre d’étudiants formés à l’IA à l’horizon 2022.

S’appuyant sur les partenariats engagés et sur la dotation de l’Idex, l’Alliance Sorbonne Université investira de 3 à 4M€ par an dans SCAI.

L’ambition de l’Alliance Sorbonne Université est ainsi de participer à l’effort national sur l’intelligence artificielle dont la coordination a été confiée par les pouvoirs publics à INRIA.

Du tissu adipeux humain reproduit en laboratoire

Sphéroïde mimant in vitro l’architecture du tissu adipeux. Rouge : lipides stockés dans les gouttelettes lipidiques des adipocytes, vert : cellules endothéliales structurées en réseaux, cyan : noyaux©STROMALab

Reproduire un tissu adipeux humain en laboratoire ? C’est désormais possible grâce à une équipe de recherche réunissant l’Inserm, le CNRS, l’université Toulouse III-Paul-Sabatier, l’Etablissement français du sang et l’Ecole nationale vétérinaire de Toulouse (ENVT) au sein du laboratoire STROMALab. Cette équipe a développé via la culture en 3 dimensions des petites unités cellulaires qui miment les caractéristiques et l’organisation du tissu adipeux tel qu’il se présente in vivo : les organoïdes du tissu adipeux ou « adiposphères ». Dans leur article paru dans Scientific Reports, les chercheurs détaillent les différentes étapes des conditions expérimentales nécessaires pour obtenir ces adiposphères à partir de cellules humaines. Cette innovation pourrait notamment permettre d’étudier les pathologies associées au dysfonctionnement de ce tissu telles que l’obésité et le diabète de type 2 mais aussi de développer de nouveaux médicaments pour traiter ces maladies.

Le tissu adipeux humain, richement vascularisé par un réseau de capillaires, est constitué de cellules graisseuses appelées « adipocytes ». Jusqu’à présent, pour l’étudier en laboratoire,  les chercheurs travaillaient sur des modèles 2D qui ne rendaient pas compte de l’architecture en 3D de ce tissu, tel qu’on le retrouve dans le corps humain.

Des « minis organes » appelés « organoïdes », capables de reproduire l’organisation cellulaire d’un organe spécifique, avaient déjà été mis au point pour certains tissus comme celui de l’intestin. Cependant, il n’en existait pas qui permette de reproduire l’organisation cellulaire et vasculaire en 3D du tissu adipeux en laboratoire.

C’est maintenant chose faite grâce à des chercheurs de l’Inserm, du CNRS, de l’université Toulouse III-Paul-Sabatier, de l’Etablissement français du sang et de l’Ecole nationale vétérinaire de Toulouse réunis au sein du laboratoire STROMALab. Grâce à l’avènement des nouvelles méthodes de culture cellulaire en 3D, la maîtrise de la sélection et de la caractérisation des cellules stromales du tissu adipeux (des cellules de soutien), cette équipe a pu mettre au point des organoïdes de ce tissu, appelés « adiposphères ».

Génération des organoïdes en 3D

A partir de ces cellules stromales du tissu adipeux humain, les chercheurs ont mis au point des nouvelles conditions de culture en 2D, puis en 3D, permettant d’obtenir à la fois des adipocytes et des cellules endothéliales de ce tissu. Les adiposphères ainsi obtenues contenaient un réseau vasculaire intact et organisé autour d’adipocytes de façon identique à celle du véritable tissu humain. Mieux encore, les adipocytes obtenus étaient capables de se différencier en adipocytes de tissu brun ou blanc (les deux types de tissu adipeux chez l’humain) de la même manière que ceux rencontrés dans le corps humain.

Transplantation chez la souris

L’équipe de recherche a ensuite transplanté ces adiposphères chez des souris afin de vérifier la fonctionnalité de leur réseau vasculaire. Ils ont constaté que non seulement ce réseau se maintenait dans l’organisme, mais qu’en plus, il s’était étendu en établissant des connections avec le système circulatoire de l’hôte.

Les chercheurs ont également observé des vaisseaux dits « chimériques », constitués à la fois de cellules de souris et de cellules humaines. « Tous ces éléments sont des signes de la bonne tolérance de l’hôte vis-à-vis des organoïdes transplantés, expliquent Isabelle Ader, chercheuse Inserm, et Frédéric Deschaseaux, de l’Etablissement français du sang, auteurs de l’étude. Cela permet de conclure non seulement que ces petites structures sont fidèles à l’organisation du tissu humain, mais également qu’elles sont capables de se maintenir en vie grâce à l’établissement de connections avec le système circulatoire de l’hôte qui leur apporte l’oxygène et les nutriments nécessaires. »

Selon les chercheurs, cette innovation va permettre de poursuivre des études sur le fonctionnement et les propriétés du tissu adipeux chez l’Homme, en diminuant ainsi l’utilisation des animaux et en travaillant directement sur du tissu humain.

« Cette innovation va également permettre de tester différents médicaments qui pourraient être utilisés dans le cadre d’un traitement de certaines maladies liées à une pathologie du tissu adipeux comme l’obésité ou le diabète de type 2 », concluent Isabelle Ader et Frédéric Deschaseaux.

Lire aussi l’article paru dans le Magazine de l’Inserm, n°43, Juin 2019.

Meilleure qualité de l’air : quelle valeur viser pour améliorer la santé ?

©Photo by Pierre Herman on Unsplash

Pour entraîner une baisse significative de la mortalité due aux particules fines, il faudrait baisser leur niveau moyen d’au moins 3 microgrammes par m3 en moyenne annuelle, conclut une étude interdisciplinaire menée par des chercheurs de l’Inserm, du CNRS, de l’Inra, d’Atmo Auvergne Rhône-Alpes et de l’Université Grenoble Alpes. Ce travail publié dans Environment international donne également un ordre de grandeur des coûts de la pollution en milieu urbain : 1200€ par habitant et par an dans les agglomérations de Lyon et Grenoble.

L’exposition aux particules fines en suspension (les PM2,5) cause des effets importants et reconnus sur la santé en milieu urbain (mortalité et pathologies cardiovasculaires et respiratoires, troubles de la grossesse et de la croissance du fœtus…), et il est possible de faire baisser cette exposition. Toutefois les politiques publiques visant à réduire la pollution atmosphérique sont souvent conçues sans se fixer de bénéfice sanitaire à atteindre.

Alors, quelle valeur viser si on souhaite significativement améliorer la santé, faire baisser les coûts sanitaires et réduire les inégalités environnementales ? Une équipe multidisciplinaire de chercheurs (épidémiologistes de l’Inserm, biologiste anis que des économistes du CNRS et de l’INRA, spécialistes de la qualité de l’air d’Atmo Auvergne Rhône-Alpes) a considéré différents scénarios théoriques d’amélioration de la qualité de l’air pour identifier les plus efficaces.

Dans un premier temps, l’exposition annuelle moyenne aux PM2,5 a été estimée à l’aide des outils de l’observatoire de la qualité de l’air et de données sur la localisation de l’habitat dans les agglomérations de Grenoble et de Lyon (0,4 et 1,4 million d’habitants respectivement). En s’appuyant sur des relations dose-réponse déjà établies, les chercheurs ont estimé les variations du nombre de décès et de cas de cancers du poumon, de l’espérance de vie, et les coûts économiques associés, pour dix scénarios différents de réduction des PM2,5.

En prenant la situation réelle sur la période 2015-2017 comme référence, avec une concentration moyenne d’environ 14 et 15 µg/m3 à Grenoble et Lyon, et en la comparant avec une situation théorique sans particules fines d’origine humaine (soit une concentration de 4,9 µg/m3), la pollution par les particules fines était considérée responsable de 145 décès par an à Grenoble (soit 5,6% des décès, avec une marge d’erreur de plus ou moins 2%) et de 16 cas de cancers du poumon. A Lyon, ces nombres étaient respectivement de 531 de 65. Les coûts associés, qui incluaient les coûts tangibles liés aux traitements, mais aussi ceux dits « intangibles » liés à la souffrance psychologique des proches, s’élevaient à près de 500 millions d’euros par an à Grenoble et 1,8 milliard/an à Lyon.

10 scénarios testés

Les scénarios visant à obtenir une exposition spatialement homogène à la pollution dans l’ensemble de la zone d’étude étaient les plus efficaces. « Les mesures très limitées dans l’espace – tout comme celles limitées dans le temps, par exemple aux périodes de ‘pics’ de pollution – auraient en comparaison un impact beaucoup plus faible, que ce soit sur la mortalité ou sur la réduction des inégalités de santé. » explique Remy Slama, directeur de recherche à l’Inserm.

Concernant la mortalité, une réduction de l’exposition aux PM2,5 conforme à la valeur guide de l’OMS (Organisation mondiale de la santé) sur la qualité de l’air (10 μg/m3) réduirait de moitié la mortalité attribuable aux PM2,5 d’origine anthropique, tandis qu’une réduction de 2,9 μg/m3 (Grenoble) et 3,3 μg/m3 (Lyon) serait nécessaire pour réduire d’un tiers la mortalité attribuable à ces particules. Il ne s’agirait pas que de décès évités chez des personnes fragiles : l’espérance de vie augmenterait simultanément d’environ 3 mois.

Une telle étude peut être aisément transposée à d’autres agglomérations et peut aider les grandes villes françaises, dont beaucoup ont des niveaux de pollution similaires à ceux de Grenoble et Lyon, à cibler des scénarios de réduction de la pollution atmosphérique permettant d’améliorer significativement la santé et le bien-être. L’équipe de chercheurs est maintenant en train d’identifier des actions concrètes à mener sur les principales sources de pollution (chauffage, trafic routier) qui permettraient d’atteindre une telle diminution des concentrations de pollution.

Cette étude a été réalisée dans le cadre des projets QAMECS et MobilAir soutenus par l’ADEME, Grenoble-Alpes Métropole et l’IDEX Université Grenoble Alpes.
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