Science & Santé n°41 sep 18 à fév 2019
Science & Santé n°41 sep 18 à fév 2019
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°41 de sep 18 à fév 2019

  • Périodicité : bimestriel

  • Editeur : Institut national de la santé et de la recherche médicale

  • Format : (210 x 270) mm

  • Nombre de pages : 52

  • Taille du fichier PDF : 12 Mo

  • Dans ce numéro : priorité au diagnostic !

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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6 Insermle magazine #41 GÉNÉTIQUE BACTÉRIENNE Muter pour se protéger Véritables moteurs de l’évolution, les mutations de l’ADN restent mal comprises. Une étude vient cependant de lever le voile sur les mécanismes en jeu et leur rôle dans la survie des bactéries  : une avancée considérable pour la médecine, qui butte contre les capacités d’adaptation des agents pathogènes. La « matière première de l’évolution »  : c’est ainsi qu’Ivan Matic, chercheur à l’université Paris Descartes, décrit les mutations. Ces modifications de l’ADN, permanentes et héréditaires, sont en effet ce qui nous distingue fondamentalement d’une amibe. Rares et le plus souvent nocives, elles peuvent aussi donner naissance à des avantages biologiques considérables. Mais leur apparition spontanée, en l’absence de facteurs mutagènes externes comme les rayons ultraviolets, reste malgré tout mystérieuse… C’est pourquoi Ivan Matic et son équipe se réjouissent d’avoir enfin trouvé un début de réponse à cette importante question. Leur secret ? Une méthode de visualisation des mutations en temps réel, développée par le laboratoire parisien en 2012. Le principe est simple  : les mutations sont le résultat d’erreurs d’appariement entre des nucléotides, ces molécules qui constituent les deux brins complémentaires de l’ADN. Or, les êtres vivants ont développé des systèmes de détection et de réparation de ces erreurs (voir schéma) qui reposent sur deux protéines  : MutS, qui détecte la mutation, et MutL, qui en déclenche la correction. En attachant une molécule fluorescente à MutL pour la rendre facilement détectable, actualités c’est fondamental l’équipe d’Ivan Matic est parvenue à observer l’apparition des mutations en temps réel, dans des cellules toujours vivantes. k Principe de la détection et de la réparation des erreurs de mutation MutS Nucléotides A T C G T A G C A C T G G C T A T A G C A T C G G G A C C G A T MutS patrouille l’ADN A T C G T A G C A C T G G C T A T A G C A T C G G G A C C G A T Elle détecte une mutation et lance l’alerte Molécule fluorescente A T C G T A G C A C T G G C T A T A G C A T C G G G A C C G A T A T C G T A G C A C T G G C T A T A G C A T C G C G A T T G MutL MutL se fixe sur MutS et déclenche la coupure du site muté Une séquence d’ADN correcte remplace le site muté A T C G T A G C A C T G G C T A T A G C A T C G T G A C C G A T La mutation est éliminée A C Cédric Saint-Martin Inserm/Frédérique Koulikoff Et ce n’est pas tout. Il ne suffit pas de pouvoir détecter les mutations spontanées  : encore faut-il y déceler un sens. Les chercheurs ont donc eu recours à des rapporteurs d’état cellulaire, c’est-à-dire des molécules qui réagissent d’une façon spécifique à un état donné de la cellule, par exemple en luisant si certaines protéines de la cellule sont endommagées. Ces rapporteurs leur ont permis de suivre et de relier le taux de mutation et l’état cellulaire de populations d’Escherichia coli, une bactérie commune dans l’intestin des animaux. « C’est un travail pionnier », se réjouit Ivan Matic, non sans raison. « Les méthodes utilisées jusqu’à maintenant étaient plus indirectes, et ne permettaient pas de connaître les conditions dans lesquelles les mutations apparaissent. » Et les résultats sont à la hauteur  : il s’avère qu’il existe des sous-populations de bactéries au taux de mutation plus élevé que la moyenne en conditions de stress purement interne (problèmes de maintenance de l’ADN et de production de protéines, par exemple), sans influence mutagène. « En l’absence de stress extérieur comme un traitement antibiotique, ces mutants sont rares et la population générale reste génétiquement stable, explique le chercheur. Mais lorsqu’un stress brutal survient et tue la majorité des bactéries, ces souspopulations – plus diverses en raison de leur taux de mutation élevé – ont de plus grandes chances de survivre pour régénérer la colonie. » En servant de réservoir de variabilité génétique, elles protègent ainsi leur population contre les dangers d’un environnement changeant. La prochaine étape sera de comprendre les mécanismes moléculaires précis qui conduisent à cette hétérogénéité. Car l’enjeu est de taille  : ce sont ces souspopulations mutantes qui permettent aux agents pathogènes – bactéries, mais aussi virus et même cellules cancéreuses – de résister aux traitements, un problème majeur pour la médecine moderne. Mieux comprendre ce système pourrait donc permettre d’améliorer les traitements existants, voire d’en développer de nouveaux. Simon Bourdin Ivan Matic  : unité 1001 Inserm/Université Paris Descartes, Robustesse et évolvabilité de la vie 2A.C. Woo et al. Sci. Adv., 20 juin 2018 ; doi  : 10.1126/sciadv.aat1608
PedroCampinho/laboratoire de Julien Vermot/IGBMC IMAGERIE Quantifier la formation des vaisseaux en 3D Pour comprendre la formation du système vasculaire chez l’embryon, il est nécessaire de disposer d’outils d’imagerie capables de suivre et de quantifier les paramètres des cellules qui le composent. Or, si de tels outils existent pour des structures simples de type épithélium3, il y a en revanche pénurie pour les structures plus complexes, de type tubulaire, comme les vaisseaux. L’équipe de Julien Vermot, à l’Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire d’Illkirch, a mis au point un protocole qui permet d’acquérir et de traiter des images de ce type de tissus. Elle a ainsi pu obtenir des images des vaisseaux sanguins d’embryons de poisson-zèbre à haute résolution à différents stades du développement embryonnaire. L’analyse quantitative des images a ensuite permis de retracer le développement des structures en 3D. Le protocole détaillé fourni par les chercheurs fait appel à des logiciels communément utilisés dans les laboratoires. Une opportunité pour tous de mieux comprendre comment les tissus de forme tubulaire s’assemblent et grandissent lors d’embryogenèses normale ou pathologique. B. S. 4Épithélium. Tissu de revêtement de toutes les surfaces externes (peau) et internes (plèvre, péritoine, paroi intestinale…) du corps, composé de cellules étroitement juxtaposées Julien Vermot  : unité 1258 Inserm/CNRS/Université de Strasbourg 2P. Campinho et al. Philos Trans Royal Soc B., 24 septembre 2018 ; doi  : 10.1098/rstb.2017.0332 Vue de côté d’un embryon de poisson-zèbre de 24 h (à gauche) et organisation cellulaire (à droite) de la région de l’aorte dorsale (DA) délimitée en jaune, montrant les cellules de l’aorte (points rouges) au-dessus de la veine postérieure cardinale (PCV, noyaux en bleu). k Syndrome de l’intestin irritable L’aluminium, un facteur de risque ? L’aluminium, le métal le plus abondant de notre planète. Mais, une fois dans notre assiette, il peut provoquer des douleurs viscérales et une inflammation, qui peut induire un syndrome de l’intestin irritable. Une nouvelle étude de Cécile Vignal et Mathilde Body-Malapel du Centre international de recherche sur l’inflammation de Lille (LIRIC) l’identifie comme premier facteur Syndrome de Wolfram Qui veut la peau des mitochondries ? C’est une découverte qui pourrait expliquer pour de bon le mécanisme du syndrome de Wolfram, une maladie génétique neurodégénérative qui provoque le dysfonctionnement des mitochondries, et donc la mort des cellules. Cécile Delettre et Benjamin Delprat de l’Institut des neurosciences de Montpellier et leurs collègues ont en effet identifié un acteur crucial de cette pathologie  : la protéine NCS1. La maladie est causée par des mutations du gène WFS1 qui code pour une protéine, la wolframine, mais le mécanisme, jusquelà, restait flou. Des travaux réalisés in vitro ont montré que NCS1 interagit avec la wolframine pour moduler alimentaire à risque pour cette maladie chronique qui affecte entre 10 et 25% de la population mondiale. À des doses cohérentes avec une exposition humaine, l’ingestion d’aluminium induit chez le rat et la souris une hypersensibilité de l’intestin qui perdure dans le temps, et plus particulièrement chez la femelle. Ce phénomène passe par l’activation de mastocytes, des globules blancs du système immunitaire, ainsi que par la stimulation de Marc Thiry k Insermle magazine #41 7 Contacts entre réticulum endoplasmique (RE) et mitochondrie (M) les échanges de calcium – vitaux pour la cellule – entre les mitochondries3 et le réticulum endoplasmique3, et que cette interaction est altérée chez les patients. Plus important encore  : il existe un lien causal entre le niveau d’expression de NCS1 et la sévérité de la maladie  : une surexpression artificielle de NCS1 permet d’éviter les anomalies mitochondriales chez les patients touchés. De quoi envisager de nouvelles voies thérapeutiques. B. S. 4Mitochondrie. Organite cellulaire qui joue un rôle crucial dans le métabolisme cellulaire en assurant la production d’énergie 4Réticulum endoplasmique. Réseau membranaire à l’intérieur de la cellule, dans lequel s’effectue, entre autres, la synthèse des protéines Cécile Delettre, Benjamin Delprat  : unité 1051 Inserm/Université de Montpellier 2C. Angebault et al. Sci Signal., 23 octobre 2018 ; doi  : 10.1126/scisignal.aaq1380 la molécule PAR2, qui sont ensuite capables d’exciter les récepteurs de la douleur. « La majeure partie de l’aluminium que nous ingérons se présente sous forme d’additifs intégrés à l’alimentation lors de processus industriels et s’accumule dans le corps », souligne Cécile Vignal. M. R. Cécile Vignal, Mathilde Body-Malapel  : unité 995 Inserm/Université de Lille/CHRU de Lille 2N. Esquerre et al. Cell Mol Gastroenterol Hepatol., 20 septembre 2018 ; doi  : 10.1016/j.jcmgh.2018.09.012



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