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Les adipokines n’arrêtent pas de grossir :
découverte de la visfatine
Depuis l’identification de la leptine, on sait que le tissu
adipeux est un organe endocrine. Le club des adipokines (ou
adipocytokines) vient de s’enrichir d’un nouveau membre : la
visfatine qu’on connaissait déjà en tant que PBEF (pre-B cell
colony-enhancing factor) [1]. Sept équipes japonaises sont partie
de l’idée selon laquelle l’accumulation de graisse abdominale est
particulièrement liée au syndrome métabolique. Ils ont comparé par
differential display les ADNc dérivés d’échantillons appariés de
graisses abdominale et sous-cutanée prélevés chez deux volontaires
de sexe féminin (c’est précisé dans la publication !). Trente et
une bandes furent identifiées sélectivement dans la graisse
abdominale et l’une d’entre elles s’avéra nettement plus exprimée
dans ce même tissu. Le séquençage indiqua qu’il s’agissait d’une
protéine déjà connue en tant que facteur de croissance des cellules
B à un stade précoce (PEBF) et essentiellement exprimée dans la
moelle osseuse, le foie et les muscles. Sur un échantillon de 101
sujets, les concentrations plasmatiques de PEBF sont corrélées à la
surface de graisse abdominale beaucoup plus qu’à la graisse
sous-cutanée. De plus, une relation du même type, ainsi qu’une
augmentation de l’expression de PEBF sélective de la graisse
abdominale, sont observées sur deux modèles murins d’obésité, la
souris KKAy et les souris C57BL/6J soumises à un régime enrichi en
graisses. À partir de là, les auteurs décident de renommer le PBEF
en tant que facteur sécrété par la graisse abdominale viscérale et
choississent le vocable plus évocateur de visfatine. L’injection de
visfatine diminue le glucose sanguin, sans modifier l’insuline,
aussi bien chez la souris normale que chez la souris obèse KKAy. À
l’inverse, des souris hétérozygotes vistatine+/- (les souris
vistatine-/- meurent pendant l’embryogenèse précoce mais les souris
vistatine+/- ne présentent pas de phénotype majeur) développent
cependant une légère intolérance au glucose, avec des valeurs
basales élevées. Les effets insulinomimétiques de la visfatine sont
liés à la voie de transduction du récepteur de l’insuline
(tyrosine-phosphorylation du récepteur de l’insuline et de ses
substrats IRS-1 et IRS-2, liaison de PI3K à ceux-ci,
phosphorylation d’Akt et de MAPK). Enfin, la visfatine présente une
affinité équivalente à celle de l’insuline pour se lier à son
récepteur, mais sur un site différent (liaison non compétitive), ce
qui est cohérent avec les effets additifs de la visfatine et de
l’insuline sur les systèmes de transduction du récepteur.
Concernant le rôle physiologique de la visfatine en tant qu’hormone
réglant le métabolisme, les auteurs restent cependant prudents car
ses concentrations circulantes sont 10 à 30 fois plus faibles que
celles de l’insuline et, contrairement à celles-ci, elles ne
varient pas en fonction de l’état nutritionnel. En outre, le
précurseur de la visfatine ne présente pas de séquence signal, ce
qui est plutôt rare pour une protéine sécrétée, et des études
antérieures avaient montré une distribution préférentielle dans le
noyau et le cytoplasme faisant plus penser à une implication dans
la régulation du cycle cellulaire [2]. Quoiqu’il en soit, l’action
insulinomimétique de la visfatine en fait une nouvelle cible de
choix pour la recherche clinique et thérapeutique dans le domaine
du diabète et de l’obésité.
1. Fukuhara A, et al. Science 2004 ; 307 :
426-30.
2. Kitani T, et al. FEBS Lett 2003 ; 544 : 74-8.
Imitez, imitez, il en restera toujours quelque
chose...
La mimicrie - cette façon qu’ont certains animaux de se donner
l’apparence d’une autre espèce -, n’avait pas échappé au sens aigu
de l’observation de Darwin. Certaines espèces l’utilisent pour
tromper les prédateurs en se faisant passer pour une autre, non
comestible. D’autres, qui sont des prédateurs, prennent l’aspect
d’êtres inoffensifs. La blennie (Plagiotremus rhinorhynchos), par
exemple, imite le labre nettoyeur, petit poisson inoffensif à
rayure bleue qui débarrasse les autres de leurs parasites [1]. Elle
peut alors déchiqueter ses proies avec ses dents acérées.
Récemment, un groupe de chercheurs vient de démontrer que la
mimicrie peut aussi devenir une tactique permettant d’accroître sa
descendance en trompant le mâle attitré d’une femelle [2]. Les
seiches géantes d’Australie (sepia apana) sont des mollusques
céphalopodes solitaires. Elles se rassemblent pour l’accouplement
et la ponte. Les femelles repoussent 70 % des tentatives de
copulation des mâles puis les couples se forment. Pourtant, 36 %
des accouplements se font avec des « extra » qui réussissent non
seulement à copuler mais aussi à avoir des rapports fécondants. Des
vidéos enregistrées dans les fonds marins au sud de l’Australie ont
dévoilé le stratagème. En un clin d’œil, sous contrôle neural, les
petits mâles prennent l’apparence de femelles en cachant leurs
tentacules (dont l’ectocotyle ou bras copulateur), et en donnant à
leur épiderme l’aspect marbré de celui des femelles. Pendant que le
mâle consort est occupé à repousser d’autres gros mâles, le petit
mâle travesti se positionne près de la femelle, réussit à
s’accoupler et à inséminer celle-ci, qui utilisera son sperme pour
la fécondation des œufs pondus soit immédiatement, soit plus tard.
Cette observation apporte une confirmation à la prédiction de
Parker [3] selon laquelle, dans la compétition entre les mâles, des
intrus sont capables de transmettre leur patrimoine génétique.
1. Côté IM, Cheney KL. Nature 2005 ; 433 : 211.
2. Hanlon RT, et al. Nature 2005 ; 433 : 212.
3. Parker GA. In : Birkhead TR, Moller AP, eds. Sperm
competition and sexual selection. London : Academic Press, 1998 :
3-54.
Les paradis empoisonnés
En 1989, en Nouvelle Guinée, un ornithologue californien, Jack
Dumbacher, essayait d’attraper un oiseau de paradis quand un autre
oiseau rouge et noir - du genre Pitohui, de la famille des
Pachycéphalidés - se prit dans les mailles de son filet et commença
à lui écorcher les mains avec ses serres et son bec. En portant
machinalement ses mains à sa bouche, J. Dumbacher éprouva un
malaise étrange et sentit tout à coup que ses lèvres et sa langue
étaient devenues insensibles. C’est ainsi que furent découvertes
les premières espèces d’oiseaux vénéneux : Pitohui et Ifrita
(passeraux de la famille des Cinclosomatidés). Car, une fois remis
de sa mésaventure, l’ornithologue décida d’étudier la nature de
cette toxine. En 1992, il découvrit qu’il s’agissait de
batrachotoxines (BTX) [1] qui, comme leur nom l’indique, ont été
isolées chez des batraciens, plus précisément chez des grenouilles
arboricoles à couleurs très vives vivant dans les régions
tropicales d’Amérique. Ces alcaloïdes neurotoxiques, 250 fois plus
puissants que la strychnine, qui se trouvent dans leur peau,
étaient utilisés par les Amérindiens pour enduire la pointe de
leurs flèches. Poursuivant ses travaux, J. Dumbacher et son équipe
viennent récemment de trouver la même toxine, l’homobatrachotoxine,
dans des coléoptères de la famille des Mélyridés, du genre
Choresine, répandus en Nouvelle Guinée, mais aussi en Amérique
(dans les mêmes régions que les grenouilles) [2]. Il est fort
possible que ces scarabées aux élytres très colorés soient les
fournisseurs directs de toxines des oiseaux… et peut-être des
grenouilles. L’analyse du contenu gastrique d’une quarantaine
d’oiseaux des espèces Pitohui et Ifrita a confirmé qu’ils avaient
absorbé ces insectes. Du reste, les villageois de la provine des
Hauts Plateaux orientaux de Nouvelle Guinée le savaient bien, eux
qui ont donné le même nom, nanisani, aux insectes et aux oiseaux
Ifrita, et qui évitent soigneusement leur contact quand ils les
trouvent dans les toits de paille de leurs maisons. Ce qui ne les
empêche pas de manger les oiseaux, mais enlevant la peau et en les
vidant soigneusement. Reste à présent à mieux connaître ces
insectes du genre Choresine, dont ni les larves, ni les plantes
hôtes qui les hébergent, n’ont encore été étudiées. Reste aussi à
comprendre comment les oiseaux survivent à l’absorption de la
toxine.
1. Dumbacher JP, et al. Science 1992 ; 258 :
799-801.
2. Dumbacher JP, et al. Proc Natl Acad Sci USA 2005 ;
101 : 15857-60.
15 000 vierges… contre les cafards
Dans les grandes villes du monde entier, les cafards (Blattella
germanica) envahissent les immeubles, les habitations, transportent
des agents pathogènes [1], et provoquent des allergies, en
particulier chez le jeune enfant [2]. La somme consacrée aux
produits pour lutter contre ce fléau est énorme, les insecticides
utilisés sont nocifs pour l’environnement et, jusqu’à présent, tout
espoir d’éradiquer ces répugnantes bestioles semblait illusoire.
Car pour pouvoir les détruire, il faut d’abord les piéger. Certes,
les femelles vierges, n’ayant pas encore copulé, attirent
irrésistiblement les mâles. Dans le dernier segment abdominal, le
pygidium, se trouve une glande qui produit une phéromone [3]. Mais
du fait de la quantité infinitésimale obtenue par femelle et de
l’instabilité de la molécule, tous les efforts entrepris pour
l’isoler étaient restés vains… jusqu’à ce qu’un étudiant japonais,
en post-doc à la station d’expérimentation agricole de l’état de
New York (USA) ait une idée de génie. Plutôt que d’analyser
chimiquement les diverses molécules séparées par chromatographie
gazeuse à partir d’extraits de glande à phéromone, il conçut un
petit appareil de reconnaissance biologique : une antenne de cafard
mâle reliée à des électrodes pour réagir et identifier la phéromone
parmi les autres produits. Et son électro-antennogramme de
détection hypersensible se révéla efficace [4]. Une fois la
molécule reconnue, encore fallait-il la caractériser. C’est
désormais chose faite [5]. À partir de pygidium de 15 000 femelles
vierges, une quantité suffisante de phéromone fut analysée au
département de chimie de l’Université de l’État de New York . Elle
fut identifiée : il s’agit de l’isovalérate gentisyl quinone qui
fut baptisée blattellaquinone. Ce composé chimique fut ensuite
synthétisé sans problème. La phéromone synthétique attire les
blattes mâles autant sinon plus (93,8 % contre 92,5 % pour la
phéromone naturelle). Des essais sur le terrain, une ferme avec
élevage de porcs complètement infestée, se sont révélés efficaces.
Certes, le produit épargne les femelles et les nymphes. Mais,
mélangé à un poison, ce dernier devrait les détruire néanmoins par
contact avec les déjections des mâles. L’inventeur de
l’antennogramme, S. Nojima, est désormais retourné au Japon où il
travaille pour une importante firme de produits chimiques. Nous
avons toutes les chances de trouver bientôt dans les drogueries un
produit vraiment efficace contre les cafards.
1. Zurek L, Schal C. Vet Microbiol 2004 ; 101 :
263-7.
2. Rosenstreich C, Schal C. N Engl J Med 1997 ; 336 :
1356-63.
3. Liang C, et al. Experientia 1993 ; 49 : 324.
4. Nojima S, et al. J Chem Ecol 2004 ; 30 :
2153-61.
5. Nojima S, et al. Science 2005 ; 307 : 1104-6.
Une nouvelle famille d’antibiotiques très active dans
la tuberculose
Un article tout récemment publié dans Science [1] et qui fait
l’objet de deux commentaires ainsi que de la couverture du même
numéro, réunit la première série d’informations publiées sur une
nouvelle famille d’antibiotiques très actifs dans la tuberculose et
sur les autres mycobactéries : les diarylquinolines. Cet article
résulte de plusieurs années de travail de trois équipes : le
laboratoire de bactériologie de la Pitié-Salpêtrière (Paris,
France), l’Institut des maladies infectieuses de Solna (Suède) et
les structures de recherche et développement (Belgique, France et
Royaume-Uni) des Laboratoires Johnson & Johnson. L’activité
anti-mycobactérienne des diarylquinolines a été identifiée par un
criblage systématique de très nombreux composés chimiques
synthétisés par Johnson & Johnson sur une souche de
mycobactérie non pathogène à croissance rapide (Mycobacterium
smegmatis). Un des dérivés de cette famille (R207910) s’est révélé
être très actif in vitro sur de nombreuses mycobactéries dont
Mycobacterium tuberculosis (agent de la tuberculose humaine) et
Mycobacterium bovis (agent de la tuberculose des animaux),
l’activité in vitro étant supérieure à celle de la rifampicine et
du même ordre que celle de l’izoniazide. R207910 s’est aussi révélé
très actif sur les souches résistantes aux antituberculeux
classiques ainsi que sur les mycobactéries non tuberculeuses, dites
atypiques, comme par exemple Mycobacterium avium (agent
d’infections opportunistes au cours du sida), qui sont également le
plus souvent résistantes aux deux antibiotiques précités. R207910 a
un mode d’action tout à fait original : sa cible est
l’ATP-synthase, enzyme membranaire jouant un rôle clé dans
l’approvisionnement en énergie de la bactérie. Les essais
thérapeutiques menés chez la souris ont permis de montrer que cet
antibiotique est plus actif que tous les autres antituberculeux
connus à ce jour. Les bacilles de souris tuberculeuses (1 million
de bacilles par souris en début de traitement) sont presque tous
éliminés en deux mois seulement lorsqu’un des trois antibiotiques
de l’association recommandée par l’OMS pour traiter la tuberculose
(rifampicine, isoniazide, pyrazinamide) a été remplacé par la
diarylquinoline, alors qu’il faut quatre mois pour obtenir le même
résultat avec la classique triple association. De plus, la demi-vie
longue de cet antibiotique lui permet d’être très efficace avec
seulement une administration par semaine. Au total, les
diarylquinolines sont une nouvelle classe d’antituberculeux au mode
d’action tout à fait original. Elles devraient permettre
d’améliorer le traitement de la tuberculose en agissant sur des
bacilles multirésistants, en raccourcissant la durée du traitement
et en permettant une seule prise hebdomadaire.
1. Andries K, et al. Science 2005 ; 307 : 223-7.
Une nouvelle indication du Viagra® ?
En dehors du sportif, l’hypertrophie du myocarde est un
processus pathologique qui survient en réponse à une surcharge
chronique du travail cardiaque. Malgré son caractère adaptatif, ce
remodelage profond du myocarde a aussi des effets délétères qui
conduisent inéluctablement à l’insuffisance cardiaque. Une forte
stimulation de la voie de signalisation liée au GMPc (guanosine
monophosphate cyclique) peut prévenir le remodelage hypertrophique
du myocarde. Cependant, lors des cardiopathies, ce nucléotide ne
s’accumule pas de façon suffisante pour être protecteur. D’où
l’idée, à l’origine de l’étude de E. Takimoto et al. [1], d’inhiber
sa dégradation par les phosphodiestérases (PDE). L’autre point
original de ce travail est d’avoir utilisé un agent pharmacologique
bien connu, le sildefanil (Viagra®) pour inhiber une population de
PDE cardiaques, les PDE5. Et, en effet, le sildefanil administré à
des souris, non seulement prévient, mais aussi fait régresser
l’hypertrophie cardiaque induite par une sténose de l’aorte
thoracique et améliore nettement les performances cardiaques. Dans
cette étude, le sildefanil module l’activité de plusieurs des voies
de signalisations mises en jeu dans le développement du remodelage
hypertrophique du myocarde : voie des protéine kinases ERK1/2,
Akt-PI3Ka, voie de la calcineurine et du facteur régulateur de la
transcription NFAT. Cette molécule agirait en amont de ces voies de
signalisation en bloquant l’activation de la calcineurine par le
calcium et l’Akt par la PI3Ka. Encouragée par le marketing de
l’industrie pharmaceutique, la consommation croissante du Viagra® -
pour d’autres indications que l’insuffisance cardiaque -, devrait
permettre de savoir assez rapidement si, en clinique humaine
également, cette molécule a des effets bénéfiques sur le remodelage
hypertrophique du cœur.
1. Takimoto E, et al. Nat Med 2005 ; 11 : 214-22.
Plasticité ne rime pas avec jeunesse… chez la
drosophile !
Les disques imaginaux de drosophile sont des groupes de cellules
épithéliales qui prolifèrent activement pendant le développement
larvaire et acquièrent précocement un état de détermination les
engageant vers une voie de différenciation, par exemple, vers une
cellule de l’aile ou une cellule de la patte. Cette détermination
est héritable puisque des fragments déterminés de disque, cultivés
pendant plusieurs années et transplantés chez la larve, garderont
le même destin lors de la métamorphose de cette dernière. Seules
les cellules d’un domaine très spécifique du disque peuvent
totalement changer de destin et passer d’une cellule de la patte à
une cellule de l’aile. Cette plasticité est appelée «
transdétermination ». Les drosophilistes ont dû voir dans cette
plasticité une incapacité de prendre en main son propre destin pour
donner à cette région du disque le nom péjoratif de « point faible
». Si la transdétermination peut être artificiellement induite par
une expression ectopique d’un membre de la famille Wnt, Wingless,
les mécanismes qui président à son contrôle restent très mal
connus. Jusqu’à présent, l’idée prévalait que la plasticité,
notamment lors de la régénération, était une reprogrammation vers
un état embryologique plus précoce, en d’autres termes vers une
cellule plus jeune. Cependant, A. Sustar et G. Schubiger (Seattle,
WA, USA) viennent de démontrer qu’il ne faut pas toujours se
satisfaire des modèles existants en définissant un état transitoire
précédant la transdétermination qui ne correspond à aucun état
embryologique antérieur [1]. Les auteurs ont comparé 3 populations
cellulaires distinctes des disques de la patte : les cellules qui
régénèrent, celles qui ne régénèrent pas et les cellules en voie de
transdétermination. La première surprise est venue du fait que,
contrairement aux idées reçues, les cellules qui opèrent une
transdétermination ne présentent pas un cycle cellulaire plus
rapide que les cellules qui régénèrent. En revanche, une
modification du cycle cellulaire précédant la transdétermination a
été mise en évidence avec notamment une phase G1 plus courte, des
phases S et G2 prolongées et une taille cellulaire plus importante.
De plus, il semble que la croissance de la cellule ne soit pas
suffisante pour modifier son destin, mais qu’elle soit néanmoins
requise et qu’elle précède une augmentation de l’activité
morphogène nécessaire pour engager la transdétermination.
L’activité de Wg au sein des cellules du point faible joue un rôle
essentiel en induisant la croissance de la cellule et sa
plasticité. Une fois de plus, nous devrions tirer profit de ce que
nous enseigne la drosophile. En effet, si les mammifères que nous
sommes ne possèdent pas de disques imaginaux, il semble pourtant
que certaines de nos cellules soient également douées de capacités
de transdétermination et que la voie Wnt y joue un rôle majeur,
notamment dans des catégories spécifiques de cellules définissant
des niches qui rappellent un peu la région du « point faible ». On
pourra donc conclure qu’une cure de jouvence ne suffira pas à
trouver le chemin de la multipotence !
1. Sustar A, Schubiger G. Cell 2005 ; 120 :
383-93.
Les lignées de cellules ES humaines expriment un acide
sialique de mammifères non humains, compromettant leur potentiel
thérapeutique
Les équipes de F. Gage et A. Varki (CA, USA) viennent de mettre
en évidence la présence d’un acide sialique non humain, le Neu5Gc,
à la surface des cellules embryonnaires souches (ES) humaines
cultivées dans différentes conditions [1]. Cette découverte
compromet par conséquent les espoirs d’utilisation thérapeutique
des lignées de cellules ES déjà établies du fait de la réponse
immunitaire qu’elles vont engendrer. Les acides sialiques
appartiennent à une famille de sucres exprimés non seulement à la
surface de tous les types cellulaires mais également sur la plupart
des protéines sécrétées. Parmi ceux-ci, les deux plus répandus chez
les mammifères sont l’acide N-glycolylneuraminique (Neu5Gc) et son
précurseur métabolique, l’acide N-acétylneuraminique (Neu5Ac).
Cependant, en raison d’une mutation survenue chez un grand singe,
l’homme ne peut produire du Neu5Gc à partir de Neu5Ac. En revanche,
il peut l’incorporer à partir du milieu et le métaboliser. Puisque
les cellules ES humaines sont incapables de synthétiser du Neu5Gc,
sa présence détectée à leur surface provient vraisemblablement des
produits animaux utilisés pour leur culture. En effet, les cellules
ES humaines sont traditionnellement cultivées sur une couche de
fibroblastes embryonnaires murins irradiés et en présence de sérum
de veau fœtal. D’autres produits de remplacement peuvent être
utilisés, mais ceux-ci contiennent également une concentration non
négligeable de Neu5Gc. Le Neu5Gc exprimé par ces différents milieux
est capté par les cellules ES humaines et incorporé dans des
glycoconjugués membranaires. Or, une majorité d’individus possède
différents taux d’anticorps circulants spécifiques du Neu5Gc. Ces
derniers se fixent aux cellules ES humaines lorsqu’elles sont mises
au contact de sérum humain, ce qui suggère que la transplantation
de ces cellules ES déclencherait une attaque immunitaire
inéluctable et par conséquent leur rejet. Dans le contexte actuel
de l’interdiction américaine de créer de nouvelles lignées ES
humaines grâce aux fonds publics, il est important de mentionner
que l’ensemble des 22 lignées de cellules ES déjà établies aux
États-Unis ont été cultivées en présence de fibroblastes murins ou
de différents dérivés animaux. Il y a donc fort à parier qu’elles
portent toutes l’acide sialique coupable. Il pourrait être envisagé
de réduire le contenu en Neu5Gc en cultivant ces cellules ES
humaines avec des sérums humains sélectionnés pour leur basse
teneur en anticorps dirigés contre le Neu5Gc et après leur
inactivation à la chaleur afin d’empêcher une activation du
complément. Une question essentielle subsiste néanmoins : quelles
modifications fonctionnelles le remplacement du Neu5Ac (normalement
exprimé par ces cellules) par le Neu5Gc entraîne-t-il dans la
cellule ES humaine ?
1. Martin MJ, et al. Nat Med 2005 ; 11 : 228-32.
Des anticonvulsivants pour nous empêcher de vieillir
?
Plus n’est besoin de vendre son âme au diable pour garder le
secret de l’éternelle jeunesse : un traitement anticonvulsivant
pourrait suffire ! Les études pharmacologiques classiques,
destinées à identifier des molécules susceptibles de diminuer les
manifestations dégénératives liées à l’âge, sont longues et
coûteuses. Pour pallier ces difficultés, l’équipe de K. Kornfeld
(St Louis, MN, USA) a choisi comme modèle d’étude le nématode
Caenorhabditis elegans [1]. Dix-neuf médicaments choisis parmi des
classes pharmacologiques différentes ont été testés, à 3
concentrations croissantes, sur la durée de vie de 50 animaux.
Parmi ceux-ci, seul l’éthosuximide augmente la durée de vie de
l’animal avec un effet dose-réponse. Cet allongement de la durée de
la vie est associé à une amélioration de l’altération de différents
processus physiologiques liés à l’âge. L’éthosuximide est une
drogue anticonvulsivante utilisée depuis les années 1950 pour le
traitement de l’épilepsie. Un traitement à base de triméthadione,
autre anti-convulsivant de structure similaire, donne des résultats
équivalents allant jusqu’à 57 % d’augmentation de la durée de vie
du ver, suggérant que l’effet observé est bien dû à l’activité
anti-convulsivante des drogues administrées. Le traitement n’est
efficace que s’il est donné au cours de la vie adulte et non
pendant les stades embryonnaire ou larvaire et à des concentrations
compatibles avec les niveaux thérapeutiques. Les auteurs ont
ensuite vérifié que cet effet n’était pas lié à des causes connues
de l’augmentation de la durée de vie chez le ver comme la réduction
de la pathogénicité bactérienne ou la diminution de la prise
alimentaire. Différents gènes ont déjà été impliqués dans la
modulation de la durée de vie du ver. Cependant, les
anticonvulsivants ont le même effet chez les mutants de la majorité
de ces gènes (comme Unc-31, aex-3, ou tax-4). Il est donc possible
qu’une voie de signalisation nouvelle soit révélée par cette étude.
Si ces drogues contrôlent manifestement l’activité neurale chez
l’homme, on ne connaît pas pour autant leur mode d’action précis.
Le traitement par éthosuximide ou triméthadione entraîne une
hyperactivité neuromusculaire chez le nématode hermaphrodite en
raison d’une stimulation de la transmission synaptique de son
système neuromusculaire. Ces travaux ouvrent donc non seulement des
perspectives thérapeutiques intéressantes, mais aussi des voies de
recherche passionnantes sur les corrélations entre activité neurale
et contrôle de la sénescence.
1. Evason K, et al. Science 2005 ; 307 : 258-62.
La THP : un médiateur du système immunitaire ?
L’uromoduline ou la glycoprotéine Tamm-Horsfall (THP) est la
protéine la plus abondante dans les urines humaines (30-50
mg/jour). Il s’agit d’un récepteur clivé, initialement ancré par un
glycosylphosphatidylinositol à la surface des cellules épithéliales
des tubules rénaux. Sans entrer dans le mécanisme moléculaire, des
études préliminaires ont montré que cette molécule pouvait être un
médiateur de l’inflammation, par action directe sur les monocytes
conduisant à la production de TNF-alpha [1]. Une étude récente
révèle que la THP est un ligand de TLR4, un des récepteurs
Toll-like (TLR) impliqués dans la reconnaissance des antigènes
microbiens par les cellules du système immunitaire inné, qui
constitue la première ligne de défense contre les agents pathogènes
[2]. Chez les vertébrés, le système immunitaire inné utilise deux
types de récepteurs, ceux liés à la reconnaissance du « non-soi
microbien » et ceux liés à la reconnaissance du « soi-altéré ». Les
premiers sont impliqués dans la reconnaissance d’antigènes
microbiens non apprêtés comme les hydrates de carbone, les acides
nucléiques, les ARN double brin ou les séquences CpG. Les seconds
interviennent dans la reconnaissance de produits tels que les
protéines du choc thermique (HSP) issues d’un stress cellulaire
d’origine infectieuse ou tumorale. Les agents pathogènes sont
extrêmement hétérogènes et mutent très fréquemment. Ainsi les TLR
sont impliqués dans la reconnaissance de structures très
conservées, communément appelées PAMP (pathogen-associated
molecular patterns). Les TLR peuvent être cytosoliques ou exprimés
à la surface des cellules de l’immunité innée. La THP se lie au
TLR4 associé à la molécule CD14 présente à la surface des cellules
monocytaires. Elle stimule la maturation, dépendante du NF-kappaB,
des cellules dendritiques, ce qui se traduit par l’induction d’une
forte prolifération allogénique lymphocytaire T, et d’une sécrétion
augmentée de cytokines de type Th1. Tout comme le LPS
(lipopolysaccharide), l’engagement in vitro du TLR4 par la THP
stimule la voie ERK, p38 et Akt, mais, néanmoins, avec une
cinétique décalée. Ainsi, si la THP n’est pas contaminée par du
LPS, comme ces travaux tendent à le démontrer, elle se comporte
comme un activateur endogène du système immunitaire pouvant
amplifier rapidement une réponse antibactérienne locale. La THP ne
semble pas être unique dans cette fonction immunostimulatrice qui
est aussi le fait de la béta-défensine 2. Cette dernière est, elle
aussi, produite par les cellules épithéliales tubulaires et agit
via le TLR4 [3]. Le tractus urinaire apparaît donc être une source
de protéines présentant des propriétés antibactériennes et capables
de se lier à des récepteurs de l’immunité innée, permettant ainsi
l’activation d’acteurs cellulaires du système immunitaire.
1. Kreft B, et al. Infect Immun 2002 ; 70 :
2650-6.
2. Säemann MD, et al. J Clin Invest 2005 ; 115 :
468-75.
3. Biragyn A, et al. Science 2002 ; 298 : 1025-9.
Qui dort dîne
Cette vieille expression populaire vient d’être remise au goût
du jour dans deux études montrant l’existence d’une relation
inattendue entre la durée du sommeil, la sécrétion d’hormones
contrôlant la prise alimentaire et la prise de poids. K. Spiegel et
al. [1] ont étudié des individus soumis à une diminution de la
durée du sommeil pendant quelque jours et sans modification de
l’apport calorique (imposé) ou du poids. Cela entraînait des
modifications tout à fait significatives de deux hormones
impliquées dans la régulation centrale de la prise alimentaire, la
leptine et la ghreline. La concentration plasmatique de leptine,
une hormone anorexigène produite par le tissu adipeux, diminuait
alors que la concentration de ghreline, une hormone orexigène
produite au niveau de l’estomac, augmentait. De telles
modifications devraient stimuler la prise alimentaire et donc à
terme le poids. Dans une étude de cohorte sur 1 024 volontaires, S.
Taheri et al. [2] ont montré qu’un temps de sommeil de moins de
huit heures par nuit s’accompagnait d’une diminution très
significative de la concentration de leptine, d’une augmentation de
la concentration de ghreline et d’un indice de poids corporel plus
élevé d’un point (ce qui revient à trois kilos supplémentaires pour
un individu d’1,70 m). Bien que les causes de l’interaction entre
la durée du sommeil et la sécrétion de ces hormones ne soient pas
établies, ces deux comportements fondamentaux, prise alimentaire et
sommeil ont déjà été associés. Il a été montré par exemple chez
l’homme et chez l’animal qu’une invalidation du gène de l’orexine -
un peptide orexigène exprimé dans l’hypothalamus latéral -
entraînait une narcolepsie, maladie caractérisée entre autres par
une durée importante de sommeil pendant la journée [3]. Si ces
observations se confirment, une recommandation visant à allonger la
durée du sommeil pourrait faire un jour partie de l’arsenal
thérapeutique anti-obésité. Dormez et maigrissez...
1. Spiegel K, et al. Ann Intern Med 2004 ; 141 :
846-50.
2. Taheri S, et al. PLoS Med 2004 ; 1 : E62.
3. Chemelli RM, et al. Cell 1999 ; 98 : 437-51.
Un code barre pour le diagnostic précoce de la maladie
d’Alzheimer grâce aux nanotechnologies
À l’heure actuelle, le diagnostic en phase symptomatique précoce
de la maladie d’Alzheimer est fondé sur le profil clinique, la
neuro-imagerie et les tests neuropsychologiques, et sa justesse est
évaluée entre 65 et 90 % [1]. Les troubles cognitifs initiaux de la
maladie d’Alzheimer ne peuvent donc être différenciés des troubles
bénins liés à l’âge. C’est dire comme une mesure biologique rapide,
précise et fiable serait un progrès dans ce domaine. Depuis une
dizaine d’années, que ce soit dans le liquide cérébrospinal ou le
plasma, les tentatives de mesure de marqueurs pathogéniques
(protéines tau anormalement phosphorylées ou dérivés du précurseur
des peptides béta-amyloïdes) se sont avérées vaines. Si les
dégénérescences neurofibrillaires semblent corrélées strictement
avec les symptomes cliniques, ce n’est pas le cas des plaques
amyloïdes. Cela a conduit à proposer qu’à côté de la phophorylation
des protéines tau, l’agent pathogène puisse être le peptide Abéta
diffusible (amyloid-béta-derived diffusible ligand, ADDL) et non
les formes agrégées dans les plaques. Mais les concentrations de
tels marqueurs restaient indétectables par les dosages ELISA
conventionnels. Les nanotechnologies semblent avoir résolu ce
problème de sensibilité par le développement d’un dosage combinant
des anticorps spécifiques de l’ADDL et une amplification du signal
à l’aide de nanoparticules enrobées de sondes nucléotidiques qui
peuvent être amplifiées par PCR [2]. Cette « immuno-PCR » est en
fait un dosage sandwich sur support solide, analogue à un ELISA
classique, sauf que le second anticorps est couplé de manière
covalente à une courte séquence d’ADN qui peut ensuite être
amplifiée et détectée. Les équipes de William Klein et Chad Mirkin
ont donc mis au point une telle stratégie intitulée « bio-code
barre » qui permet la mesure d’ADDL dans 10 mul de LCR.
L’échantillon est mélangé avec des microparticules magnétiques (1
mum de diamètre) qui portent les anticorps monoclonaux anti-ADDL.
Après une heure de réaction à 37 °C, les microparticules porteuses
de l’antigène sont retenues par un aimant et l’antigène non lié est
lavé. Des nanoparticules (30 nm de diamètre) d’or porteuses d’un
anticorps secondaire et d’un ADN-thiol complémentaire de celui qui
servira comme cible d’amplification sont alors ajoutées pendant 30
minutes. Le complexe est de nouveau séparé magnétiquement. La
solution est ensuite remuée vigoureusement à 60 °C pendant 30
minutes pour obtenir une déshybridation complète de l’ADN code
barre. Après élimination des microparticules magnétiques, l’ADN
code barre présent dans le surnageant est déposé sur une lame de
verre sur laquelle ont été spottés des oligonucléotides
complémentaires de la moitié de sa séquence. Des nanoparticules
d’or porteuses d’oligonucléotides complémentaires de l’autre moitié
de séquence sont alors hybridées sur les ADN code barres capturés.
Le signal est ensuite révélé à l’argent et scanné à l’aide d’un
analyseur d’image conventionnel. La sensibilité du dosage est de
l’ordre de 100 attomoles, soit mille fois plus basse que les
dosages disponibles jusqu’alors. Les valeurs mesurées d’ADDL dans
le LCR des sujets témoins sont environ deux fois plus élevées que
cette limite de détection et la valeur moyenne des patients déments
est de 1,7 fM. Seuls deux patients sur quinze présentent des
valeurs d’ADDL qui recouvrent celles des sujets témoins. Les
auteurs indiquent que le premier était très âgé et peu dément alors
que le cerveau du second présentait également des signes
anatomo-pathologiques de démence vasculaire ; ce qui pourrait
indiquer qu’il s’agissait de faux positifs selon les critères
diagnostiques habituels prenant en compte les données cliniques et
anatomo-pathologiques. L’approche immuno-PCR apparaît donc très
prometteuse pour améliorer le diagnostic précoce de la maladie
d’Alzheimer, surtout si elle peut être adaptée et couplée au second
marqueur pathognomonique de la maladie, la protéine tau. Plus
généralement, il s’agit d’une des premières applications réelles
des nanotechnologies qui semble dépasser le stade de la preuve de
concept. Il n’est pas inintéressant de remarquer que chacun des
auteurs seniors de l’article a d’ailleurs développé sa propre
start-up…
1. Knopman DS, et al. Neurology 2001 ; 56 :
1143-51.
2. Georganopoulou DG, et al. Proc Natl Acad Sci USA 2005
; 102 : 2273-6.
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