Six avancées françaises en biologie

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29 août 2014

Les prix AXA-Académie des sciences 2014 ont récompensé les travaux de six jeunes biologistes menés dans des laboratoires français. CNRS – Le Journal revient sur leurs découvertes qui promettent de futures avancées contre l’obésité, le changement climatique ou le cancer.

 

Découverte d’un frein à la migration cellulaire

Les travaux d’Irène Dang1 pourraient représenter un nouvel espoir dans le traitement du cancer du sein. La jeune chercheuse et son équipe ont découvert une protéine qui freine la migration cellulaire, c’est à dire le voyage d’une cellule d’un point à l’autre de l’organisme. Nommée Arpin, cette molécule inhibe la formation de réseaux d’actines, qui assurent le rôle de moteurs du déplacement cellulaire. Une découverte fondamentale quand on sait que c’est la migration des cellules cancéreuses qui produit les métastases envahissants l’organisme. « Nous avons constaté que les cellules qui ne produisait plus d’Arpin étaient les plus invasives dans le cancer du sein» explique Irène Dang. Arpin fonctionne donc comme un marqueur qui pourrait faciliter la détection précoce de ces tumeurs. Mais pas seulement ! « Nous pouvons espérer dans le futur bloquer la formation des métastases en ciblant les mécanismes qui bloquent l'expression de cette protéine importante » envisage la jeune chercheuse.
 

Les bienfaits des fibres décryptés

Manger des fruits et légumes est depuis longtemps indiqué pour lutter contre l’obésité. Filipe De Vadder2 et son équipe savent désormais expliquer pourquoi. Les fibres présentes dans ces aliments ne peuvent pas être digérées par les cellules humaines de l’intestin. Elles sont en fait fermentées par les bactéries qui habitent en permanence notre tube digestif : le microbiote. « Suite à l’ingestion d’un repas riche en fibres, le microbiote produit les acides gras, activant la production intestinale de glucose. » explique Filipe De Vadder. Et c’est ce sucre, produit  par l’intestin, qui est bénéfique ! En instaurant un dialogue entre l’intestin et le cerveau, le « bon sucre » intestinal permet de réduire la sensation de faim. Contrairement aux idées reçues, ce n’est donc pas la composition bactérienne du microbiote qui importe, mais bien sa capacité à induire la production de ce sucre. Un régime bénéfique dans la lutte contre l’obésité, qui demeure un problème de santé public majeur.

Microscopie de l'intestin
L'enzyme responsable de la réaction finale de la production de glucose est mise en évidence dans l'intestin par immunofluorescence (rouge) au microscope.
 

Changement climatique : un impact sur les invasions biologiques

3°C de plus ont-ils une conséquence sur les invasions biologiques ? Une question originale posée par Céline Bellard3 et son équipe, qui ont étudiés les effets du changement climatique sur l’implantation d’espèces dans de nouvelles régions. L’installation d’espèces invasives peut détruire la biodiversité locale et coûter cher à éradiquer, « Même si l'ensemble des espèces introduites ne deviennent pas nécessairement invasives » rappelle Céline Bellard. En modélisant le comportement des 100 espèces invasives les plus dangereuses (amphibiens, plantes, mammifères), l’équipe a montré que le réchauffement climatique modifie clairement leur implantation. D’ici 2080, la hausse de température entraînera donc une augmentation des territoires envahis, essentiellement en Europe, Amérique du Nord et Australie. Des travaux qui devraient permettre à ces continents d’anticiper et de limiter au maximum cette menace.

Le frelon asiatique
Le frelon asiatique (Vespa Velutina).
 

Le rôle essentiel du fer dans la résistance aux antibiotiques

« La concentration de fer dans l’organisme modifie la sensibilité des bactéries aux antibiotiques » explique Benjamin Ezraty4. Avec son équipe, ils ont prouvé qu’un manque de fer dans la cellule induit une baisse d’efficacité des antibiotiques. Le fer est essentiel au transport des antibiotiques à l’intérieur des bactéries infectieuses, entrainant leur mort. Une carence en fer interrompt donc ce mécanisme létal pour le microbe… Alors qu’en 2014 l’OMS prédisait la fin de l’efficacité des antibiotiques, à cause de l’explosion de bactéries résistantes aux traitements, la découverte du rôle clé du fer pourrait bien être cruciale. D’autant plus que l’équipe a montré que ce processus de résistance est réversible : grâce à une supplémentation en fer !
 

La perception des nutriments par le cerveau

Le cerveau est-il capable de reconnaître une nourriture équilibrée d’une nourriture carencée ? En utilisant la drosophile comme modèle animal, Marianne Bjordal5 et ses collègues ont identifié une sous-population de neurones dopaminergiques capables de s’activer en l’absence de certains acides aminés essentiels. L’activation de ces neurones entraîne un rejet de l’aliment incomplet. Les chercheurs ont découvert que ce comportement est induit par une molécule appelée GCN2 qui est présente chez homme. « Ce mécanismes de régulation de la prise alimentaire pourrait bien avoir été conservé chez l’homme.» explique Marianne Bjordal. « Dans ce cas, l’activation de GCN2  pourrait être ciblée par de de futurs médicaments anti-obésité. A l’heure actuelle il n’existe aucun traitement efficace contre cette maladie. »

Activité neuronale chez la drosophile
A droite, les neurones sont activés par l'absence de certains acides animés dans la nourriture. En rouge, l'activité est forte.
 

Des protéines au secours de membranes plasmiques endommagées

Ana Jimenez6 et son équipe ont mis en évidence l’importance d’un ensemble de protéines dans la réparation de la membrane cellulaire. Nommés ESCRTs, ces molécules ferment les petites lésions de la membrane plasmique, en piégeant le fragment abimé dans un bourgeon membranaire. Ce bourgeon défaillant est ensuite éliminé. Les ESCRTs réparent ainsi les dommages, causés la plupart du temps par des chocs, des toxines bactériennes formant des pores ou encore des contractions musculaires. La réparation de ces lésions est essentielle pour la survie cellulaire.   Sans le renfort des protéines ESCRT, les blessures de la membrane entraîneraient la mort cellulaire, provoquant à long terme de nombreuses maladies. « Les défauts de réparation sont fortement impliqués dans les dystrophies musculaires, et pourraient diminuer la résistance à certaines bactéries, explique Ana Jimenez. Nous espérons que notre étude apportera des pièces dans la compréhension et la lutte contre ces maladies. »

 

Notes

  • 1. Laboratoire d’Enzymologie et Biochimie structurales, CNRS UPR3082, Gif-sur-Yvette
  • 2. Université Claude Bernard, Nutrition et Cerveau, Inserm U855, Lyon
  • 3. Laboratoire d’Ecologie Systématique et Evolution, Université Paris Sud, CNRS UMR8079, Orsay
  • 4. Laboratoire Chimie Bactérienne, CNRS-Aix Marseille Université-UMR7283, Institut Microbiologie Méditerranée, Marseille
  • 5. Institut de Biologie Valrose, Université Nice Sophia Antipolis, CNRS UMR7277, Inserm 01091, Nice
  • 6. Institut Curie, Compartimentation et Dynamique Cellulaire, UMR144 CNRS, Paris

 

 https://lejournal.cnrs.fr/articles/six-avancees-francaises-en-biologie

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