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Écrit par francetvinfo.fr/6-6-2017

Création : 16 juin 2017

Un essai clinique d'une thérapie cellulaire est actuellement en cours en France et au Royaume-Uni chez des patients victimes d'un infarctus du myocarde. Le principe est d'injecter dans le coeur des patients un nombre important de cellules souches réparatrices. Les tissus cardiaques peuvent ainsi se régénérer au bout de quelques mois. À terme, ce traitement pourrait devenir une alternative crédible à la greffe.

La thérapie consiste à prélever via une prise de sang des cellules souches d'une victime d'infarctus dans les sept à neuf jours après son accident. Ces cellules sont ensuite multipliées in vitro avant d'être injectées directement dans le coeur en très grande quantité dans la lésion de l'infarctus. Objectif : régénérer les tissus cardiaques endommagés.

La partie centrale de la thérapie innovante se déroule dans les centres de traitement cellulaire. Dans un environnement stérile et très réglementé, le prélèvement sanguin du patient contenant les cellules souches est trié et purifié. Un automate nettoie ainsi l'échantillon en éliminant les autres éléments, dont les globules rouges.

Une fois purifié, le condensé de cellules souches est installé dans un autre automate. Durant neuf jours, il est mélangé à un milieu de culture et un autre liquide contenant des facteurs de croissance. À l'issue de cette étape, les cellules sont transférées dans des poches puis réparties en quatre seringues : trois pour le patient et une pour le contrôle qualité. Les médecins ont alors 37 heures pour les injecter dans le cœur du patient, directement dans les tissus endommagés par l'infarctus. Au bout de six à douze mois, l'objectif est d'obtenir une régénération des cellules du coeur.

"Nous avons beaucoup d'espoir car ce traitement a pour objectif de diminuer l'incidence de l'insuffisance cardiaque, de diminuer la prise en charge médicamenteuse qui est coûteuse, la prise en charge par des dispositifs tels que le défibrillateur, la transplantation et l'assistance cardiaque…", confie le Pr Jérôme Roncalli, cardiologue et investigateur de l'étude clinique.

Le CHU de Toulouse est l'un des centres de référence dans l'essai clinique actuel. Quarante-quatre patients sont inclus dans cette étude réalisée en France et au Royaume-Uni. En cas de succès, cette thérapie cellulaire pourrait être proposée à tous les patients victimes d'un infarctus du myocarde à partir de 2020.

Source : francetvinfo.fr/6-6-2017

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Écrit par sciencesetavenir.fr/01/2017

Création : 16 juin 2017

"Connaître le passé pour comprendre le présent et tenter de mieux gérer l’avenir".

Voilà la mission complexe des chercheurs en archéozoologie et archéobotanique. Ces disciplines regroupent à la fois des archéologues, des historiens, des biologistes mais également des ethnologues et des chimistes. Il s’agit en effet de reconstituer non seulement la biodiversité retrouvée à divers endroits du monde et à différentes époques, mais aussi de comprendre comment celle-ci était gérée par l’homme et quelles étaient leurs relations avec la nature : quels animaux et végétaux mangeaient-ils ? Quel fourrage était utilisé pour nourrir les bêtes ? Quelles pratiques agricoles et culturelles étaient utilisées ? Autant de questions dont les réponses sont cachées dans chacune des pièces découvertes lors des fouilles archéologiques et qui nécessitent une multitude d’angles d’études et d’expertises pour être révélées.

La domestication, une connexion forte entre l’homme et l’animal

La bioarchéologie s’intéresse tout particulièrement à la domestication des espèces à toutes les périodes depuis le néolithique, un sujet qui relie à la fois transformation des relations homme-animaux et transformation des sociétés. Les sites de fouilles abondent de squelettes d’animaux souvent partiels qui contiennent bon nombre d’informations. Les assemblages d’os retrouvés sont souvent des déchets de consommation. Après avoir été photographiés, classés et identifiés à l’aide d’une collection de référence (osthéothèque), les chercheurs peuvent déjà avoir une idée de comment l’animal a été tué ou préparé en observant d’éventuelles traces de brûlures ou de découpage sur la surface des os, mais également à quelle espèce il appartenait, son âge et son sexe. Ainsi, on peut savoir quelles bêtes accompagnaient les hommes, celles qui n’apparaissaient jamais à leurs côtés et celles qui étaient particulièrement consommées. Au-delà de l’aspect purement alimentaire, des éléments culturels peuvent alors apparaître concernant les espèces que les populations semblaient épargner, celles qui pouvaient être « tabou » ou encore celles qui étaient utilisées lors de rituels. L’âge et la morphologie apportent encore d’autres informations et permettent de dresser une courbe d’abattage. Selon la période de vie à laquelle les animaux étaient abattus, les chercheurs peuvent alors déduire si ceux-ci étaient élevés pour leur viande, leur lait ou encore leur laine… en somme, comment étaient gérés les troupeaux.

Mais les os ne sont pas les seules sources de données. De la peau, de la laine ou encore de l’ivoire peuvent renseigner sur les conditions d’élevage. Les dents ont aussi une particularité : elles poussent de manière cyclique, selon les saisons notamment. La poudre dentaire récoltée à différents niveaux de la dent (par stries horizontales) contient des isotopes stables qui renseignent sur le climat, l’alimentation des animaux, le type de sol sur lequel ils séjournaient, la saisonnalité des transhumances, s’il y en avait, ou encore de la reproduction. Grâce à cette méthode, la chercheuse Marie Balasse a pu mettre en évidence, dans une étude publiée dans Environmental Archeology en 2012, un désaisonnement des naissances chez les moutons par rapport à leurs ancêtres du 4e millénaire avant J-C, probablement dû à la modification des méthodes d’élevage et de l’impact de l'homme sur les cycles naturels des animaux.

Isotopes stables. Contrairement aux isotopes radioactifs, les isotopes stables ne varient pas au fil du temps. Ils sont présents dans l’environnement et sont retrouvés dans les plantes, les os, les dents etc. via la respiration, l’eau et l’alimentation. Parmi eux on retrouve le carbone (C), l’azote (N), l’oxygène (O) ou encore l’hydrogène (H).

La forme de chaque partie de corps retrouvée est analysée grâce à la technique de morphométrie. Point par point, les ossements sont reconstitués en 3D ce qui permet aux chercheurs d’identifier leur nature, de faire des calculs complexes dessus et de les associer à d’autres pièces de la base de données. Tous ces restes peuvent également être datés au carbone 14 et, lorsqu’ils présentent une particularité, leur ADN peut alors être analysé pour dresser la phylogénie de l’espèce étudiée. Cependant, l’extraction d’ADN ancien est une méthode très coûteuse qui requiert une certaine expertise que seuls certains laboratoires spécialisés possèdent, ce qui explique pourquoi elle n’est pas systématiquement utilisée . De plus, cette molécule se conserve très mal avec le temps.

Technique de morphométrie appliquée sur une dent - Crédit : M. Balasse et al. 

L’archéozoologie et l’archéobotanique sont étroitement liées

Qui dit élevage et domestication, dit nourrissage des animaux. Et les végétaux offrent d’autres éléments sur les pratiques, les gestes et les techniques d’élevage. Ce sont des graines carbonisées et des charbons de bois qui sont retrouvées en majorité dans les sols et les restes de feux après que ces derniers aient été tamisés plusieurs fois, lavés et séchés. Pour identifier les plantes auxquelles ces restes appartenaient, les échantillons sont dans un premier temps triés puis observés à la loupe binoculaire (grossissement : 4-200x), au microscope optique (grossissement : 50-1000x) ou au microscope électronique à balayage pour les plus petits éléments (grossissement jusqu’à 20.000x). Les graines et les charbons sont identifiés grâce à des collections de référence, tout comme pour les ossements, mais également via des atlas illustrés (vues radiale et transversale) comportant des clés d’identification précises.

Et les chercheurs ne se contentent pas de fouiller dans le passé ! Ils se servent du présent pour comprendre et comparer avec ce qu’ils trouvent lors des fouilles. Par exemple, ils ont comparé les cernes d’arbres fossilisés avec celles d’espèces similaires que l’on retrouve aujourd’hui en effectuant un carottage au niveau du tronc afin de déterminer si les populations des périodes étudiées utilisaient l’émondage. Quand un arbre a en effet été élagué, les cernes sont davantage rapprochés entre eux. Cela montre alors quels végétaux étaient utilisés soit pour la combustion, soit pour le fourrage des animaux. Concernant l’agriculture, dans d’autres cas, il faut trouver des endroits où des populations continuent de pratiquer des techniques ancestrales (connues grâce à des ethnologues), pour que les matériaux (graines, pollen, charbon etc.) retrouvés puissent ensuite être comparés aux échantillons fossiles. Tout cela permet alors de constituer une base de référence qui servira ensuite à d’autres recherches. 

Source : sciencesetavenir.fr/01/2017

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Écrit par techno-science.net/ juin 2017

Création : 16 juin 2017

Une équipe de chercheurs issus du CNRS, du CEA, des universités Paris Diderot, Paris Descartes, Paris-Sud (1), Harvard Medical School et Lebanese American University, a découvert un nouveau système de réparation des dommages causés à l'ADN par les dérivés toxiques du glucose appelés glyoxals. Leur fixation sur les guanines (G), l'un des quatre composants A, T, G, C de la séquence d'ADN, entraîne mutations et cancers. La protéine DJ-1, antiparkinson, répare les guanines endommagées par les glyoxals, prévient l'apparition de mutations, et pourrait être la cible de nouveaux agents anticancéreux. Ces résultats sont parus dans la revue Science, le 8 juin 2017.

Figure 1: Réparation de la glycation des guanines.
Une guanine de l'ADN subit la glycation par le méthylglyoxal CH3-CO-CHO, l'un des dérivés métaboliques du glucose, puis est réparée par DJ-1/Park7. Alors que la figure montre la réparation d'une guanine incorporée dans l'ADN, DJ-1 effectue aussi la réparation des guanines présentes sous forme du nucléotide dGTP (désoxyguanosine triphosphate) avant leur incorporation dans l'ADN, réalisant ainsi un nettoyage de nucléotides (évitant l'incorporation de guanines glyquées dans l'ADN; des briques défectueuses construisent une maison défectueuse).

Notre patrimoine génétique est constamment menacé par des toxiques externes, comme les rayons UV ou la fumée de tabac, et des toxiques endogènes, tels que les radicaux libres, dérivés nocifs du métabolisme de l'oxygène ou les glyoxals, dérivés nocifs du métabolisme des sucres. Ces derniers, les glyoxals endommagent l'ADN du fait de leur réactivité chimique, et entrainent mutations et cancers.

La proteine dj-1, cible d'une nouvelle classe d'anticancereux ?

La guanine est la principale cible de la glycation, qui consiste en la fixation covalente d'une molécule de glyoxal. La glycation des guanines modifie leur structure et leur réactivité, et entraîne des troubles médicaux. Alors qu'une guanine G s'apparie normalement avec une cytosine C, une guanine ayant subi la glycation s'apparie avec une adénine A, une guanine G ou une thymine T, entrainant une erreur dans la séquence d'ADN. La protéine produite à partir d'ADN modifié par glycation aura potentiellement une activité altérée ou nulle, et sera alors responsable de maladies. La protéine DJ-1, dénommée aussi Park7, protège quant à elle les cellules contre l'oxydation et la glycation. Sa déficience entraîne l'apparition précoce, vers 40 ans, de la maladie de Parkinson.

Les résultats de l'équipe animée par Gilbert Richarme, professeur de l'université Paris Diderot à l'Institut Jacques Monod (Université Paris Diderot / CNRS), montrent que DJ-1 répare les guanines endommagées par glycation, en dégradant le glyoxal fixé sur ces guanines, restaurant ainsi des guanines intactes. DJ-1 nettoie les guanines libres avant leur incorporation dans l'ADN, évitant l'incorporation dans l'ADN de guanines défectueuses, et répare aussi les guanines déjà incorporées dans l'ADN. DJ- 1 agit donc comme nettoyeur des nucléotides libres et de l'ADN.

DJ-1 et ses homologues existent chez tous les organismes, bactéries, plantes, animaux. Il est également démontré qu'une diminution du niveau de DJ-1 dans les bactéries et les cellules humaines entraîne l'apparition de mutations et de coupures dans l'ADN. De plus, DJ-1 répare les nucléotides impliqués dans la synthèse de l'ARN, ainsi que les ARN eux-mêmes.

La réparation par DJ-1 de l'ADN endommagé par glycation serait aussi importante pour la cellule que la réparation de l'ADN oxydé2. Dans la mesure où les cellules cancéreuses subissent jusqu'à 100 fois plus de dommages affectant leur ADN que les cellules saines, des inhibiteurs de la réparation d'ADN sont utilisés dans la lutte anticancéreuse. De cette manière, DJ-1 pourrait être la cible d'une nouvelle classe d'anticancéreux.

Par sa capacité à réparer les protéines (découverte par la même équipe en 2015), DJ-1 serait impliqué dans la prévention de nombreuses maladies telles les maladies d'Alzheimer et de Parkinson, le diabète, l'athérosclérose, l'hypertension, les maladies rénales, la cataracte, les dégénérescences rétiniennes et les maladies autoimmunes. Par sa capacité à réparer l'ADN, DJ-1 serait impliqué dans la prévention des cancers.

Comme les réactions de glycation sont aussi dénommées réactions de Maillard, mondialement connues et découvertes par Louis Camille Maillard en 1912, DJ-1 et ses homologues sont également dénommées les "déglycases de Maillard".

Figure 2: Parallèle entre la réparation des guanines glyquées et oxydées.
L'oxydation et la glycation des guanines constituent deux des principaux dommages aux nucléotides libres ou incorporés dans l'ADN, et sont toutes deux responsables de mutations et cancers. Ce parallèle entre réparation des guanines oxydées et glyquées suggère que DJ-1/Park7 serait aussi important pour la réparation de l'ADN que l'ensemble des protéines (MTH1, MTH2, NUDT5, OGG1 MTYH) de réparation des guanines oxydées.

Notes:
(1) Ces travaux impliquent des chercheurs de l'Institut Jacques Monod (Université Paris Diderot / CNRS), de l'Institut de biologie intégrative de la cellule (CNRS/CEA/Université Paris Sud), du Laboratoire de chimie et biochimie pharmacologiques et toxicologiques (CNRS/Université Paris Descartes) et du laboratoire Interfaces, traitements, organisation et dynamique des systèmes (CNRS/Université Paris Diderot).

Référence publication :
Guanine glycation repair by DJ-1/Park7 and its bacterial homologs. Science, 8 juin 2017.

Source : techno-science.net/ juin 2017

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Écrit par futura-sciences.com/Par : Par Marc Zaffagni/9-3-2017

Création : 9 mars 2017

Une équipe du MIT a créé une interface neuronale directe qui permet à un humain de corriger les erreurs d'un robot par la pensée, simplement en le regardant agir. Un dispositif prometteur qui pourrait grandement simplifier les interactions Homme-machine.

Dans de nombreux domaines, la robotisation ne va pas remplacer les humains mais plutôt venir augmenter leurs capacités en les déchargeant de tâches pénibles ou fastidieuses. De fait, l'Homme et la machine ne seront pas des rivaux mais des collaborateurs (lire à ce sujet, « Mon collègue est un robot » de Valéry Bonneau). Et l'un des enjeux actuels est de faire en sorte de créer un dialogue le plus fluide possible. Dans cet échange, l'intelligence artificielle (IA) joue un rôle central en permettant au robot de progresser par l'apprentissage automatique (machine learning) grâce auquel il accumule une forme d'expérience.

Mais cette expérience doit pouvoir aussi se parfaire en temps réel, sur le terrain. Il faut donc que la personne puisse corriger les erreurs d'un robot aussitôt qu'il les constate. Le plus évident serait l'échange verbal, mais la reconnaissance vocale et l'IA n'ont pas encore atteint un niveau de spontanéité équivalent à celui de deux humains dialoguant entre eux. L'une des pistes explorées par les roboticiens est le contrôle d'un robot par la pensée via une interface neuronale directe. Mais là encore, ce type de dispositif nécessite une gymnastique mentale spécifique qui n'est pas adaptée à un contexte professionnel.

C'est là que l'innovation de chercheurs du MIT (Massachusetts Institute of Technology) et de l'université de Boston pourrait changer les choses de façon radicale. Ils ont développé un système qui détecte l'activité cérébrale spécifique lorsqu'une personne constate une erreur. En résumé, le fait de penser à une erreur suffit pour indiquer au robot qu'il doit corriger son action. Le dispositif repose sur la lecture de l'activité cérébrale via un casque EEG couplé à un algorithme d'apprentissage automatique qui classe les ondes cérébrales en temps réel dans un délai de 10 à 30 millisecondes. Il va repérer les signaux cérébraux appelés ErrPs (error-related potentials ou potentiels liés aux erreurs) qui se produisent dès que notre cerveau identifie une erreur.

Le robot Baxter de Rethink Robotics a servi pour cette expérience d’interaction Homme-machine. Munie d’un casque EEG, une personne observe la machine qui doit ranger des objets dans des caisses. Lorsque le robot semble parti pour se tromper, le réflexe cérébral de l’observateur va immédiatement déclencher l’envoi d’un signal qui amène Baxter à se corriger. Tout cela se passe en quelques millisecondes.

L’intensité du signal cérébral est corrélée à l’importance de l’erreur constatée

Dans le cadre de leur étude, les chercheurs du CSAIL (Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory) du MIT et de l'université de Boston ont travaillé avec le robot Baxter de Rethink Robotics. Comme on peut le voir dans la vidéo ci-dessus, l'interaction est assez simple. Baxter doit ranger des bombes de peinture et des bobines de câbles dans deux caisses séparées. Dès que la personne qui l'observe voit qu'il se trompe, son activité cérébrale envoie un signal qui amène le robot à corriger son geste quasi instantanément.

Bien entendu, le dispositif demande à évoluer au-delà de scénarii binaires tels que celui-ci. Mais cette avancée laisse entrevoir la possibilité d'une interaction beaucoup plus intuitive entre l'Homme et la machine. « Imaginez de pouvoir instantanément dire à un robot d'accomplir une action sans avoir besoin de taper une commande, d'appuyer sur un bouton ou même de prononcer un mot », commente avec enthousiasme Daniela Rus, directrice du CSAIL.

Selon elle, ce type de contrôle cérébral pourrait être utilisé avec les robots industriels voire même les voitures autonomes. Ces travaux ont fait l'objet d'un article scientifique qui sera présenté en mai prochain lors de l'IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA).

Source : futura-sciences.com/Par : Par Marc Zaffagni/9-3-2017