Une découverte surprenante sur le pouls

22 Juin 2023 | Par Inserm (Salle de presse) | Technologie pour la sante

L’onde de pouls est utilisée dans la vie courante pour vérifier la fréquence cardiaque. © Adobe Stock
Nous sommes tous familiers avec le geste de prendre notre pouls pour vérifier notre fréquence cardiaque. Ce signal est dû à la propagation d’une onde provoquée par la dilatation des artères sous l’afflux de sang provenant du cœur. Alors qu’on pensait bien connaître le pouls, les nouveaux travaux d’une équipe internationale dirigée par le chercheur Inserm Stefan Catheline au sein du Laboratoire des applications thérapeutiques des ultrasons (Inserm/Université Claude Bernard Lyon 1/Centre Léon Bérard) montrent qu’on ne savait pas tout. Les résultats, parus dans Science Advances, montrent en effet que les artères ne sont pas seulement dilatées mais également tordues sous l’effet du flux sanguin. Ce phénomène génère une seconde onde dite « de flexion » qui se propage beaucoup plus lentement. Si elle renseigne en fin de compte sur les mêmes paramètres, à savoir la fréquence cardiaque et l’élasticité des artères, la mesure inédite de cette onde vient compléter nos connaissances sur le pouls.
Depuis 1820, l’onde de pouls est utilisée dans la vie courante pour vérifier la fréquence cardiaque d’un sportif, d’une personne inanimée, ou encore pour évaluer l’état de santé des artères. Elle correspond à la dilatation de la paroi artérielle suite à l’afflux du sang provoqué par les contractions cardiaques, qui se propage de façon ondulatoire le long des artères partout dans le corps.
Une équipe de recherche internationale dirigée par Stefan Catheline, chercheur Inserm au sein du Laboratoire des applications thérapeutiques des ultrasons (Inserm/Université Claude Bernard Lyon 1/Centre Léon Bérard), vient de montrer qu’en réalité il n’y a pas une onde de pouls mais deux. En plus de l’onde principale, bien connue et que l’on perçoit au toucher au niveau de la carotide ou à la base du poignet, il en existe une seconde, plus discrète mais facilement observable à l’échographie : l’« onde de flexion », jamais décrite jusque-là.
 
Un résultat fortuit
C’est un peu par hasard que l’équipe de Stefan Catheline a fait cette découverte. Spécialisée dans les ondes et les thérapies par ultrasons, elle avait été sollicitée pour tester un outil innovant d’analyse de la rétine : l’holographie laser doppler. Cette dernière consiste à photographier l’organe à toute vitesse à très fine résolution pour observer ce qu’il s’y passe ; et notamment suivre les artères en mouvement. Les chercheurs qui avaient développé cet outil voulaient savoir s’il pouvait permettre de calculer la vitesse de propagation de l’onde de pouls dans la rétine. L’équipe de Stefan Catheline est non seulement bien parvenue à mesurer cette onde – qui circule à environ un mètre par seconde – mais a également détecté un second signal ondulatoire près de mille fois plus lent.
Ce sont les principes de la physique fondamentale sur la circulation d’ondes dans les tubes qui a permis aux scientifiques de mieux comprendre ce phénomène. Le long des artères, les deux types d’ondes observées se propagent en fait de deux façons sous l’effet du passage du sang. La première est symétrique par rapport à l’axe central du vaisseau et correspond à la dilatation des parois des artères avec une augmentation du diamètre. La seconde est asymétrique et résulte de la torsion du tube d’une manière dite « sinusoïdale ».
« Pour visualiser cela il faut s’imaginer un serpent qui a avalé une proie qui glisse le long du tube digestif, et qui s’en va en même temps en ondulant », illustre Stefan Catheline.
Suite à cette découverte, l’équipe de recherche a effectué de nouvelles mesures du pouls par échographie (ultrasons) le long de la carotide d’individus et a bien retrouvé les deux ondes.
« Il nous a fallu moins d’un après-midi pour confirmer le résultat. Cette seconde onde, appelée “onde de flexion”, est présente sur tous les enregistrements et n’est pas difficile à observer. Si elle n’avait jamais été décrite, c’est tout simplement parce qu’elle n’était pas recherchée », explique Stefan Catheline.
 

L’onde de pouls la plus connue (onde de dilatation) est due à l’écartement des parois vers l’extérieur de façon symétrique par rapport à l’axe central de l’artère, sous l’effet de l’afflux sanguin. Et l’onde de flexion, nouvellement découverte, est due à une torsion de l’artère d’un côté puis d’un autre de cet axe. © Stefan Catheline
 
Quelle utilité clinique ?
L’onde de pouls principale est très utilisée en médecine et reflète la santé cardiovasculaire d’un individu. Sa vitesse de propagation dépend en effet de l’état des parois des artères : plus elles sont souples et jeunes, plus la vitesse est lente et inversement en vieillissant. Or des artères rigides sont un facteur de risque d’accident cardiovasculaire. Cependant, compte tenu de la grande vitesse de propagation de cette onde, il est nécessaire de la mesurer sur plusieurs centimètres pour obtenir une valeur fiable.
« Avec l’onde de flexion que nous décrivons ici, dont la vitesse lente va d’un dixième à un millième de mètre par seconde selon le diamètre de l’artère, il est plus facile d’étudier le signal sur des fragments très courts et avec d’autres types d’appareil que l’échographie, en particulier la radiographie et l’IRM, explique Stefan Catheline. Un millimètre suffit pour obtenir une valeur précise permettant par exemple d’évaluer l’état des artères dans la rétine », précise-t-il.
Le chercheur voit un deuxième avantage à l’utilisation de cette onde de flexion en clinique : en continuant à se propager dans les veines là où l’onde de pouls principale n’y est plus détectable en raison de l’éloignement du cœur, elle renseignerait également sur la rigidité de la paroi veineuse.
Il précise toutefois que, pour en faire un outil clinique, il sera nécessaire de mener des travaux chez l’humain afin de corréler vitesse de propagation et élasticité de la paroi comme cela a été fait précédemment pour l’onde principale de dilatation.

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Consommer une alimentation riche en caroténoïdes diminue les risques de développer une DMLA

24 Juin 2021 | Par Inserm (Salle de presse) | Santé publique


Un régime alimentaire de type méditerranéen – riche en fruits, légumes, légumineuses, céréales complètes, huile d’olive et poissons gras – permettrait de prévenir le développement de la DMLA, maladie dégénérative qui est la première cause de handicap visuel chez les plus de 50 ans. Une nouvelle étude publiée par des chercheurs de l’Inserm et de l’université de Bordeaux au Centre de recherche Bordeaux Population Health met en évidence de façon inédite une association entre les caroténoïdes circulants – des pigments végétaux protecteurs pour la rétine – et une réduction du risque de développer une forme avancée de DMLA. Ces travaux, fondés sur le suivi de 609 personnes sur huit ans, constituent la première étude longitudinale à identifier cette association et font l’objet d’une publication dans la revue Nutrients.

La dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) est la première cause de perte de la vision dans les pays industrialisés. Il s’agit d’une maladie dégénérative qui affecte la partie centrale de la rétine, cruciale pour les tâches quotidiennes (lire, conduire, reconnaître les visages…). À un stade avancé, la maladie prend deux formes : la forme néovasculaire, ou humide, que l’on soigne par injection d’anti-VEGF[1] directement dans l’œil, et la forme atrophique, ou sèche, pour laquelle il n’existe pas encore de traitements.
Néanmoins, à défaut de soigner complètement la maladie, il est possible de la prévenir ou de ralentir sa progression. On connaît déjà bien les facteurs de risque de la DMLA, qui sont liés à l’âge et au terrain génétique. Cependant, il s’agit de facteurs non modifiables, sur lesquels nous n’avons pas les moyens d’agir.
Depuis vingt ans, les chercheurs s’intéressent au lien entre nutrition et DMLA. Nous savons aujourd’hui que de nombreux aliments permettent de ralentir la dégénérescence : acide gras (oméga 3), antioxydants (vitamines C, zinc…). Ils protègent en effet la macula, la zone de l’œil affectée par la DMLA qui se situe au centre de la rétine.
À travers une étude prospective réalisée à partir du suivi sur 8 ans de la cohorte ALIENOR, l’objectif des chercheurs était d’étudier le lien entre la présence de lutéine et de zéaxanthine dans le plasma et l’apparition de la DMLA.
La lutéine et la zéaxanthine font partie de la grande famille des caroténoïdes. On les retrouve notamment dans les fruits jaune orangé comme les agrumes ou les tomates, ainsi que dans les légumes à feuilles vertes, tels que les épinards, les choux et les blettes. Ce sont des pigments qui jouent un rôle très spécifique pour l’œil puisqu’ils sont présents en grande concentration dans la macula. Ils ne sont pas synthétisés par notre corps, c’est pourquoi nous devons les absorber à travers notre alimentation.
Là où les précédentes études se fondaient uniquement sur les informations renseignées par les participants concernant leur régime alimentaire, l’équipe de la chercheuse Inserm Bénédicte Merle a analysé des prélèvements sanguins et a ainsi pu démontrer une association objective entre des niveaux circulants de lutéine et de zéaxanthine et une diminution du risque de la DMLA.
Ces travaux révèlent qu’une concentration plus importante de caroténoïdes dans le plasma, en particulier de lutéine et de zéaxanthine, réduit de 37 % le risque de développer une forme avancée de DMLA.

Ce résultat est similaire pour les formes atrophique et néovasculaire de la maladie. Toutefois, au-delà de la lutéine et la zéaxanthine, aucun autre caroténoïde n’a été associé à une telle diminution des risques.
La lutéine et la zéaxanthine apportent en effet une vraie protection à la rétine : d’une part elles absorbent la lumière bleue, qui est connue pour endommager la rétine sur le long terme. D’autre part, elles jouent le rôle d’antioxydant afin de protéger la rétine du stress oxydatif[1], qui est justement un facteur de la DMLA.
L’étude ALIENOR est une étude en population qui vise à évaluer le lien entre les maladies de l’œil et les facteurs nutritionnels. Dans le cadre de ces travaux, 609 participants âgés de 73 ans en moyenne ont été recrutés entre 2006 et 2008. Les participants ont réalisé dès leur intégration un dosage sanguin pour mesurer leur concentration plasmatique en lutéine et en zéaxanthine. Ils ont ensuite effectué une consultation ophtalmologique afin de diagnostiquer la DMLA. Parmi eux, 54 ont développé une DMLA sur la période de suivi, qui a duré 8 ans.

Que faut-il manger pour prévenir l’apparition ou ralentir la progression de la DMLA ?
Pour avoir des concentrations plasmatiques suffisantes en lutéine et en zéaxanthine dans l’organisme, il convient de privilégier les fruits et les légumes jaune orangé (tomates, carottes, agrumes), ainsi que les légumes à feuilles vertes (chou, épinards). « Si on veut aller un peu plus loin, l’alimentation la plus bénéfique pour prévenir la DMLA serait un régime de type méditerranéen, riche en fruits et légumes et qui apporte assez d’oméga 3 grâce aux poissons gras », souligne Bénédicte Merle, auteure de l’étude.
Au-delà des recommandations nutritionnelles, la découverte du rôle de ces caroténoïdes ouvre des pistes pour repérer des groupes de population plus à risque de développer la DMLA en fonction de leur régime alimentaire. Cette étude offre donc des stratégies de prévention mais aussi d’identification des facteurs de risque qui seront utiles pour l’avenir de la recherche.
 
[1] Le stress oxydatif est l’ensemble des agressions causées par des molécules dérivant de l’oxygène sur les cellules de notre corps. Les plus connues de ces substances néfastes sont les radicaux libres.
[1] Les anti-VEGF sont des nouvelles thérapeutiques qui agissent sur la membrane même des cellules et sont souvent utilisés pour empêcher la survie des tumeurs.

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L’exposition alimentaire aux nitrites associée à un risque accru de diabète de type 2

17 Jan 2023 | Par Inserm (Salle de presse) | Santé publique


En plus de leur rôle dans la conservation des aliments, les nitrites et nitrates permettent de donner une couleur rose au jambon et autres produits de charcuterie. © Adobe Stock

Plus de 15 000 produits emballés sur le marché français contiennent actuellement des nitrites et ou des nitrates. Fréquemment utilisés pour garantir une meilleure conservation des viandes transformées (jambons, saucissons…), l’innocuité de ces additifs alimentaires fait cependant l’objet de débats. Les nitrites et nitrates sont également retrouvés naturellement dans divers aliments (légumes notamment) et dans l’eau de consommation, mais leur présence peut y être augmentée par les pratiques agricoles et industrielles.
Des chercheurs et chercheuses de l’Inserm, d’INRAE, de l’Université Sorbonne Paris Nord, d’Université Paris Cité et du Cnam, au sein de l’Équipe de recherche en épidémiologie nutritionnelle (Eren-Cress) se sont intéressés au rôle des nitrites/nitrates alimentaires dans la survenue du diabète de type 2. Les scientifiques ont analysé les données de santé et d’exposition aux nitrites/nitrates de 104 168 adultes français et françaises participant à l’étude de cohorte NutriNet-Santé. Les analyses statistiques suggèrent une association entre la consommation de nitrites et un risque accru de diabète de type 2. Aucune association entre la consommation de nitrates et le risque de diabète de type 2 n’a toutefois été mise à jour. Les résultats sont publiés dans PLOS Medicine.

Les nitrites et les nitrates sont des composés naturellement présents dans certains aliments (notamment les légumes) ainsi que dans l’eau et les sols ; les pratiques agricoles et industrielles peuvent accentuer ce phénomène. Ces composés se retrouvent de ce fait dans notre alimentation.
Largement utilisés comme additifs pour augmenter la durée de conservation de certains aliments comme la charcuterie, leur rôle antimicrobien permet de limiter le développement de bactéries pathogènes à l’origine de certaines infections alimentaires. Ils permettent également de donner une couleur rose aux jambons et autres produits de charcuterie. Plus de 15 000 produits emballés sur le marché français contiennent actuellement des nitrites ou des nitrates ajoutés.
Certaines autorités de santé publique ont toutefois préconisé de limiter l’utilisation des nitrites et des nitrates comme additifs alimentaires, du fait de leur impact probable sur le risque de cancer colorectal[1]. De précédentes études expérimentales avaient déjà suggéré une association entre l’exposition aux nitrites et aux nitrates et l’apparition de dysfonctionnements métaboliques, mais les données épidémiologiques et cliniques sont encore parcellaires.
Afin d’approfondir les connaissances sur le sujet, une équipe de recherche de l’Inserm, d’INRAE, de l’Université Sorbonne Paris Nord, d’Université Paris Cité et du Cnam a consulté les données recueillies auprès de 104 168 participants à la cohorte prospective NutriNet-Santé (cf. encadré ci-dessous).
Les volontaires ont renseigné en détail leurs consommations alimentaires en transmettant aux scientifiques des enregistrements complets de leurs repas sur des périodes répétées de 24 heures, incluant les noms et marques des produits. Cette approche a permis à l’équipe d’évaluer précisément les expositions aux additifs nitrates et nitrites des participants, avec des niveaux de précision élevés. En outre, ces informations ont été complétées par des données de contrôle fournies par les autorités sanitaires, qui renseignaient sur le degré d’exposition des volontaires aux nitrites/nitrates d’origine non-additifs (via l’eau et le sol donc) selon leur localisation sur le territoire.
Les scientifiques avaient également accès à des données sur les antécédents médicaux des participants, leurs données sociodémographiques, mais aussi des informations sur leur pratique d’activité physique, leur mode de vie et leur état de santé. Les participants étudiés ici ne présentaient pas de diabète de type 2 à l’inclusion, et ont été suivis entre 2009 et 2021 pour surveiller l’apparition de cette maladie.
Les chercheurs ont effectué des analyses statistiques afin d’étudier les associations entre les expositions aux nitrites/nitrates (à la fois sous forme d’additifs alimentaires et en tant que non-additifs) et le risque de diabète de type 2.
Les participants ayant une exposition plus élevée aux nitrites (provenant spécifiquement d’additifs alimentaires, mais aussi de sources « non-additifs ») présentaient un risque plus élevé de développer un diabète de type 2.
Dans cette étude, l’augmentation de risque était en effet de 27 % pour les personnes ayant la plus forte consommation de nitrites totaux par rapport à ceux ayant la plus faible consommation (avec dans le détail une augmentation de 53 % pour les personnes consommant le plus de nitrites provenant des additifs et de 26 % pour les nitrites provenant d’autres sources).

Aucune association entre l’exposition aux nitrates et le risque de diabète de type 2 n’a été retrouvée.
Les résultats n’ont par ailleurs démontré aucun bénéfice des nitrites ou des nitrates alimentaires en matière de protection contre le diabète de type 2.

« Il s’agit de la première étude de cohorte à grande échelle qui suggère une association entre les nitrites provenant d’additifs et un risque potentiellement accru de diabète de type 2 », expliquent Bernard Srour, chercheur post-doctoral à l’Inserm, et Mathilde Touvier, directrice de recherche Inserm, qui ont piloté cette étude.
 
« Ces résultats fournissent un nouvel élément de preuve dans le contexte des discussions actuelles concernant la nécessité d’une réduction de l’utilisation des additifs nitrités dans les viandes transformées par l’industrie alimentaire, et pourraient également soutenir la nécessité d’une meilleure réglementation de la contamination des sols par les engrais. En attendant, plusieurs autorités de santé publique dans le monde recommandent déjà aux citoyens de limiter leur consommation d’aliments contenant des additifs controversés, dont le nitrite de sodium », concluent les deux scientifiques.

L’étude NutriNet-Santé est une étude de santé publique coordonnée par l’Équipe de recherche en épidémiologie nutritionnelle du Centre de recherche en épidémiologie et statistiques (Eren-Cress, Inserm/INRAE/Cnam/Université Sorbonne Paris Nord/Université Paris Cité), qui, grâce à l’engagement et à la fidélité de plus de 170 000 Nutrinautes, fait avancer la recherche sur les liens entre la nutrition (alimentation, activité physique, état nutritionnel) et la santé. Lancée en 2009, l’étude a déjà donné lieu à plus de 250 publications scientifiques internationales. Un appel au recrutement de nouveaux Nutrinautes est toujours lancé afin de continuer à faire avancer la recherche sur les relations entre la nutrition et la santé.
En consacrant quelques minutes par mois à répondre, via Internet, sur la plateforme sécurisée etude-nutrinet-sante.fr aux différents questionnaires relatifs à l’alimentation, à l’activité physique et à la santé, les participants contribuent à faire progresser les connaissances sur les relations entre l’alimentation et la santé.

[1] Rapport de l’Anses relatif aux risques associés à la consommation de nitrites et de nitrates déposé en juillet 2022.

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La composition du microbiote digestif influence la réponse immunitaire anti-tumorale après une allogreffe de cellules souches hématopoïétiques

18 Juil 2023 | Par Inserm (Salle de presse) |
Cancer | Immunologie, inflammation, infectiologie et microbiologie

Des équipes du service d’hématologie greffe de l’hôpital Saint-Louis AP-HP, d’Université Paris Cité, de l’Inserm, d’INRAE et de l’université de Genève ont décrypté l’impact des modifications du microbiote digestif sur le système immunitaire des patients allogreffés de cellules souches hématopoïétiques et suite à la prise d’un antibiotique. Les résultats de cette étude, coordonnée par le Dr David Michonneau, ont fait l’objet d’une publication le 17 juillet 2023 au sein de la revue Cell Host & Microbe.

L’allogreffe de cellules souches hématopoïétiques (CSH)1, cellules précurseuses de toutes les cellules du sang, est un des traitements curatifs des cancers hématologiques. Malgré l’efficacité de cette allogreffe, la rechute de ces hémopathies malignes reste la première cause de décès dans les cinq ans qui suivent une allogreffe2.
En 2017, l’étude ALLOZITHRO3, promue par l’APHP, a mis en évidence une augmentation du risque de rechute des hémopathies malignes après une allogreffe de CSH chez des patients recevant de l’azithromycine, un antibiotique de type macrolide, une des grandes familles d’antibiotiques.
L’équipe de recherche a ainsi étudié des échantillons de selles et de sang collectés prospectivement chez 55 patients afin de déterminer si la prise de cet antibiotique était associée à des modifications du microbiote digestif (modifications de la composition en micro-organismes du tube digestif) et donc possiblement à des modifications de la réponse immunitaire anti-tumorale.
Les échantillons de selles des patients ont été conservés grâce aux collections d’échantillons biologiques du Pr Jérôme Le Goff (service de Virologie, hôpital Saint-Louis, AP-HP) et à la collection nationale de ressources biologiques Cryostem, dédiées aux complications post-allogreffes. Ces échantillons ont pu être analysés par les équipes de l’unité U976 Immunologie Humaine, Pathophysiologie, Immunothérapie (Dr David Michonneau, Pr Jérôme Le Goff) et l’équipe Phylogénie et Physiologie du microbiote humain de l’Institut MICALIS – INRAE, AgroParisTech, Université Paris-Saclay (Dr Patricia Lepage).

Les équipes de recherche ont ainsi montré qu’il est possible de classer les populations bactériennes composant le microbiote digestif de ces patients allogreffés et recevant de l’azithromycine ou un placebo en quatre ensembles distincts, avec des compositions bactériennes spécifiques, appelés « entérotypes4 ». Ces entérotypes peuvent alors être associés soit à la rechute soit à la rémission complète un an après la greffe.

Il a été ensuite démontré qu’au sein de ces entérotypes, certaines espèces bactériennes étaient spécifiquement associées à une signature métabolique et immunitaire particulière. Ainsi, les patients de l’entérotype 2 étaient en rémission complète dans 95% des cas, avec un effet protecteur d’un taxon de Bacteroides et de Prevotella. Alors qu’à l’inverse, la présence de Bacteroides affiliés à l’espèce fragilis (Bfra) était liée à un sur-risque de rechute. La présence de ces bactéries Bfra est non seulement associée à une signature métabolique et à des espèces virales (bactériophages)5 spécifiques dans les selles, mais également à des métabolites bactériens et à un profil immunitaire spécifiques dans le sang. Ainsi, les patients porteurs de Bfra présentaient une proportion plus importante de lymphocytes T épuisés. Ces cellules immunitaires, initialement capables de reconnaître et détruire des cellules cancéreuses, expriment dans ce contexte des marqueurs particuliers (TIGIT, PD1 et TOX) qui réduisent leur capacité à développer une réponse anti-tumorale efficace après une allogreffe de CSH.
Ces résultats montrent ainsi que les communautés microbienne et virale du microbiote digestif peuvent être influencées par la prise d’un antibiotique comme l’azithromycine, ce qui peut impacter directement la capacité du système immunitaire à lutter efficacement contre des cellules cancéreuses. Ces données ouvrent la voie vers des thérapies visant à moduler la composition du microbiote digestif pour la prévention des rechutes après une allogreffe de cellules souches hématopoïétiques.
 
[1] Cellules de la moelle osseuse. Ces cellules souches se divisent et se différencient pour donner les différentes cellules qui composent le sang : les globules blancs, les globules rouges et les plaquettes. Ces cellules souches hématopoïétiques peuvent être recueillies chez le donneur par un prélèvement périphérique (à partir d’une veine).
[2] Il s’agit d’une transfusion d’un « greffon » composé de cellules souches de moelle osseuse (cellules souches hématopoïétiques) provenant d’un donneur compatible avec le patient receveur. Le donneur est soit issu de la famille du receveur, soit identifié sur le registre national des donneurs volontaires de moelle osseuse.
[3] Bergeron et al., JAMA, 2017
[4] Signature microbiologique spécifique définie par la distribution des différents genres bactériens co-existant dans le microbiote digestif d’un patient
[5] Les bactériophages sont des espèces virales pathogènes pour les bactéries et capables d’induire une lyse spécifique des espèces bactériennes qu’ils infectent.

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