mardi 29 avril 2014

Clonage thérapeutique humain pour soigner un diabète de type 1

Pour CAPES et Agreg
Thèmes : diabète, cellules souches, thérapie cellulaire





Des chercheurs américains viennent de franchir une étape en vue d'un nouveau traitement pour le diabète de type 1 (le diabète insulino-dépendant) en utilisant le clonage thérapeutique. En effet, ils ont prélevé un noyau d'une cellule de peau d'une patiente atteint d'un diabète de type 1 et l'ont transplanté dans un ovocyte humain afin de produire un blastocyste et d'obtenir des cellules enbryonnaires souches (ES).  Puis ils ont différencié ces cellules en cellules beta productrices d'insuline. 
Ces cellules n'ont pas (encore) été greffées sur la patiente, mais c'est clairement l'étape suivante. Il s'agit d'une autogreffe et le système immunitaire ne devrait pas rejeter ces cellules à cause de la greffe. Cependant le diabète de type I étant une maladie auto-immune, on peut s'attendre à ce que le système immunitaire de la patiente attaque quand même ces cellules, ce qui implique qu'il faudra régulièrement lui regreffer des cellules (gardées en stock congelées sans doute). C'est une sérieuse limitation de cette thérapie. Les auteurs de l'article en profitent pour nous rappeler que les cellules iPS (les cellules souches pluripotentes induites à partir de cellules différenciées par une combinaison de gènes) ne sont pas la panacée et présentent un certain nombre de défauts que n'ont pas les cellules ES (notamment pas même état épigénétique (qui se traduit par des modifications de méthylation de l'ADN, des modifications de l'empreinte parentale), une plus grande difficulté à se différencier). Donc clairement, les recherches sur les iPS n'ont pas annihilé toutes les recherches via d'autres méthodes et notamment par le clonage thérapeutique, malgré les problèmes éthiques que cela soulève. 

Commentaire de Marc Peschanski (spécialiste français des cellules souches) sur le "match" iPS/clonage thérapeutique : « Les iPS ont envahi les labos. Le clonage thérapeutique fait appel à des techniques très complexes alors que les IPS sont plus simples à utiliser. Cloner des cellules qui ont le patrimoine génétique d’un individu précis est déjà très acrobatique, et il me semble peu réaliste d’appliquer cette méthode à un grand nombre de patients. Je crois que le clonage a surtout une utilité scientifique. Les cellules clonées peuvent apporter des éléments très intéressants sur le plan de la biologie fondamentale, car les iPS donnent une image très déformée de ce qu’est une cellule souche embryonnaire. Le clonage peut contribuer à la compréhension des mécanismes biologiques. »       (source : Mediapart 4 Mai 2014)

jeudi 17 avril 2014

Meetic moléculaire : Izumo a trouvé sa partenaire, Juno

Pour CAPES et Agreg
Thèmes : reproduction, fécondation, spermatozoïde, ovocyte

 


De larges pans du modèle classique sur la fécondation des Mammifères, élaboré surtout in vitro, se sont effondrés ces dernières années lorsque des études de KO chez la souris ont montré que, sans les protéines en jeu, les souris restaient tout à fait fertiles ! Notamment le rôle de l'importance de la glycosylation d'une protéine de la zone pellucide appelée ZP3 (que l'on voit trainer dans de nombreux bouquins) a été plutôt invalidé in vivo. De même que le rôle de la fertiline et de l'intégrine alpha6beta1.

De nouveaux acteurs ont commencé à émerger à partir d'études in vivo, notamment Izumo1 (du nom d'un sanctuaire shinto japonais dédié au mariage), une protéine exprimée à la surface des spermatozoïdes et dont le KO rend les spermatozoïdes incapables de fusionner avec la membrane plasmique de l'ovocyte (malgré un passage réussi de la corona radiata et de la zone pellucide). Restait à trouver la molécule de la membrane plasmique de l'ovocyte avec qui interagit Izumo1 : c'est chose faite et c'est paru dans le Nature d'aujourd'hui. Il s'agit de Juno (du nom de la déesse romaine du mariage et de la fertilité), qui avait été étudié précédemment comme un récepteur au folate. L'interaction Izumo1-Juno a été retrouvée conservée chez de nombreux Mammifères (y compris l'Homme). Les ovocytes KO pour Juno ne sont pas fécondables. De plus, dans les ovocytes sauvages, après la fusion avec le premier spermatozoïde, le récepteur Juno disparaît de la surface de l'ovocyte ce qui met en évidence un mécanisme de blocage de la polyspermie.

Tout ce travail permet d'enrichir le modèle de fécondation chez les Mammifères (après l'élagage drastique du aux différences entre approches in vitro et in vivo) et d'envisager une nouvelle cible pour les traitements contre l'infertilité...ou pour la contraception. Déjà, à court terme, les chercheurs vont rechercher si parmi les 20% de cas où l'infertilité féminine n'est pas expliquée il y aurait des mutations de Juno impliquées. 

Célébrons donc l'accouplement d'une divinité shinto japonaise et d'une déesse romaine ! Signalons que malgré les noms des protéines liés au mariage, le mécanisme décrit ici fonctionne aussi pour faire des bébés conçus hors mariage...

mardi 15 avril 2014

Dopage in situ de la photosynthèse

Pour CAPES et Agreg
Thèmes : photosynthèse, nourrir l'humanité



Les réactions de la photosynthèse sont parmi les plus importantes de la planète car elles permettent de fixer le carbone du CO2 dans la matière organique grâce à l'énergie lumineuse. Or la photosynthèse effectuée par les êtres vivants est loin d'avoir un rendement optimal, limité notamment par le taux de CO2 (la limitation due à ce facteur a tendance à être moins importante au fur et à mesure que le taux de CO2 atmosphérique augmente "grâce" aux activités humaines), l'accès à l'eau et la limitation de capture des photons : pour ce dernier point le spectre "utile" de la lumière solaire est fonction des pigments photosynthétiques que la plante produit. Elargir ce spectre devrait permettre d'augmenter l'efficacité de la photosynthèse. C'est ce qui a été réalisé par des ingénieurs américains avec des travaux publiés en Mars 2014 dans Nature Materials. Ils ont introduit des nanotubes de carbone dans les chloroplastes de cellules végétales et ont augmenté l'efficacité de la phase photochimique de la photosynthèse de 49% dans des chloroplastes isolés et de 30% dans des feuilles (de devinez qui ? Arabidopsis thaliana évidemment). Les nanotubes introduits sont connus pour absorber sur un très large spectre la lumière de l'ultra-violet au proche infrarouge. Par un mécanisme encore inconnu, l'énergie ainsi récupérée a été transmise à la chlorophylle a. 

Pour faire rentrer les nanotubes dans les chloroplastes, ils ont fait entrer une suspension de nanotubes par les stomates dans les feuilles et le passage à travers les membranes a été obtenu en recouvrant les nanotubes d'ADN (!!). Les ingénieurs ont aussi ajouté dans les cellules des molécules qui tamponnent la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) qui est une conséquence attendue d'un emballement de la machine photosynthétique et qui pourrait endommager les cellules. 

Voilà donc la naissance d'une nouvelle discipline : la nanobionique végétale ! Evidemment doper la photosynthèse pourrait être une réponse pour de meilleurs rendements dans le but de mieux nourrir l'humanité, mais d'autres facteurs limitants peuvent intervenir (sels minéraux, eau, parasites...) et freiner l'enthousiasme. Par ailleurs, l'étude porte uniquement sur les phases photochimiques, il faut voir si le reste des "réactions" suit, notamment le cycle de Calvin. Aucune mesure de l'augmentation éventuelle de la productivité primaire n'a encore été faite.

jeudi 3 avril 2014

Découverte inattendue d’anneaux autour d’un petit corps du Système solaire

Pour CAPES et Agreg
Thèmes : planètes, système solaire

Article proposé par Philippe Sarda

Petit corps du Système solaire, Chariklo entre dans l'histoire de l'astronomie, suite à des travaux menés par un consortium international impliquant l'Observatoire de Paris. On vient de lui découvrir un mini système d'anneaux, à la faveur d'une occultation stellaire. Jusqu'à présent, seules les planètes géantes, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune étaient connues pour posséder des anneaux. Tout à fait inattendue, cette curiosité s'ajoute donc au tableau, non sans susciter de nombreuses interrogations. Ce résultat marquant paraît en ligne dans la revue Nature, le 26 mars 2014.
 

Illustration © Lucie Maquet / Observatoire de Paris / LESIA
L’occultation de l’étoile UCAC4 248-108672 par cet objet, survenue le 3 juin 2013 a été suivie depuis une quinzaine de sites au Brésil, en Argentine, en Uruguay et au Chili, associant des observatoires professionnels et des amateurs. La détection de deux brèves extinctions de l’étoile, symétriquement avant et après sa disparition derrière Chariklo, vues de plusieurs sites et se répartissant le long d’une ellipse n’a rapidement laissé aucun doute sur la présence de deux anneaux, excluant toute autre explication, comme des jets cométaires.
Structurellement, il s’agit de deux anneaux minces, circulaires, partiellement transparents et séparés de 8 km. L’anneau intérieur, 2013C1R, a une largeur de 6 à 7 km. L’anneau extérieur, 2013C2R, est plus étroit et plus diffus avec une largeur de 3 à 4 km.
Les scientifiques ne s’attendaient pas à trouver des anneaux autour de Chariklo. Pour en expliquer l’origine, ils émettent plusieurs hypothèses, notamment celle d’une collision. Celle-ci aurait arraché de la matière au corps central et cette matière se serait stabilisée en orbite par un mécanisme inconnu. Les chercheurs pensent que la matière dans le futur pourrait se ré-accréter en satellite. Mais quelle est la stabilité d’un tel système ? Quelle est sa durée de vie ? Combien en existe-t-il dans le système solaire ? Autant de questions passionnantes qui mettent les théoriciens au défi et ouvrent un nouveau domaine de recherche.
"Source : Actualités du CNRS-INSU" du Mercredi, 26 Mars 2014
 
Article original :
A ring system detected around the Centaur (10199) Chariklo, publié en ligne dans Nature, le 26 mars 2014.
doi : 10.1038/nature13155