Paris, 23 septembre 2012

Un pas vers la prévention des maladies liées au collagène
Une équipe franco-anglaise, menée par des chercheurs de l'Institut de Biologie et Chimie des Protéines (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1), vient de déterminer la structure 3D de l'extrémité terminale du procollagène, protéine précurseur du collagène, l'une des plus abondantes protéines de l'organisme. Appelé C-propeptide, ce domaine (partie de la protéine) joue un rôle extrêmement important dans l'assemblage du collagène dont le dysfonctionnement peut conduire à des maladies graves, voire mortelles. Ces travaux sont publiés le 23 septembre 2012 dans la revue Nature Structural and Molecular Biology.
Les collagènes représentent 25% de la masse totale des protéines d'un individu et ont pour fonction de conférer aux tissus leur intégrité structurelle et fonctionnelle. Principaux constituants de la matrice extracellulaire, ils assurent l'organisation et le bon fonctionnement de nombreux tissus, notamment la peau, la cornée, le squelette et le système cardiovasculaire. Mais un dépôt excessif de collagène ou des mutations dans les gènes codant pour ces protéines peuvent engendrer plusieurs maladies graves.

Les précurseurs du collagène sont des molécules constituées de trois brins de procollagène synthétisés dans les cellules. Ces molécules sont sécrétées vers la matrice extracellulaire où, à la suite d'un processus de maturation, elles s'assemblent en longues fibres de collagène.  Ces deux processus, l'assemblage de la molécule puis l'assemblage de la fibre, sont contrôlés par le C-propeptide, domaine constitué de 245 acides aminés situés à l'une des extrémités de chaque brin de procollagène. Les mutations dans les gènes du procollagène sont responsables de nombreuses pathologies, souvent mortelles, telles que l'ostéogenèse imparfaite ou les chondrodysplasies (1). Certaines de ces mutations touchent le C-propeptide.

Afin de concevoir de nouvelles stratégies thérapeutiques et de mieux comprendre le fonctionnement du C-propeptide, les chercheurs (2) ont déterminé sa structure tridimensionnelle grâce à la cristallographie aux rayons X. Ils ont ainsi pu cartographier les nombreuses mutations présentes dans les C-propeptides et les corréler avec la sévérité des pathologies associées. La structure 3D ainsi établie pourrait devenir un outil de pronostic pour prédire a priori les conséquences des mutations.

Connaître la structure de ce domaine pourrait aussi permettre à l'avenir de contrôler la formation de fibres de collagène dans la matrice extracellulaire. En effet, pour  que ces fibres puissent se tresser, les C-propeptides doivent être éliminés grâce à des enzymes spécifiques. Autrement dit, si l'on parvenait à empêcher ou ralentir l'élimination du C-propeptide, on pourrait diminuer la production de fibres de collagène. De plus, une meilleure connaissance du mécanisme d'action du C-propeptide pourrait aussi permettre d'empêcher l'association des trois brins de procollagène à l'intérieur des cellules. Ce qui pourrait permettre de prévenir les fibroses, graves maladies résultant d'une accumulation excessive de collagène dans certains organes comme le cœur, les reins, le foie ou les poumons.

Ces travaux qui ont reçu le soutien de la Fondation de France et de l'Agence Nationale de la Recherche constituent une étape importante vers l'obtention de molécules thérapeutiques et ont fait l'objet d'un dépôt de brevet.

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Paris, 23 juin 2011

Du flair pour retrouver la mémoire !
Des souris amnésiques ont retrouvé la mémoire grâce à une greffe de cellules souches nasales humaines. C'est le résultat d'une expérience de thérapie cellulaire inédite menée par plusieurs équipes universitaires associées au CNRS(1), en collaboration avec une équipe du CHU Nord de Marseille (APHM). Leurs travaux viennent d'être publiés dans The Journal of Clinical Investigation.
Quatre équipes de recherche basées à Marseille et Montpellier1 ont mené une étude préclinique originale : elles ont analysé les effets d'une transplantation de cellules souches olfactives humaines dans le cerveau ou le liquide céphalo-rachidien de souris rendues amnésiques. Quatre semaines après la greffe, des tests comportementaux ont montré que les souris transplantées avaient retrouvé leurs capacités à apprendre et à mémoriser l'emplacement d'un objet ou l'association d'une récompense avec une odeur. Les animaux greffés ont réalisé des scores similaires à ceux observés chez les animaux non lésés tandis que les souris lésées et non greffées demeuraient incapables de réaliser ces tâches d'apprentissage et de mémorisation. Par ailleurs, ces résultats ont été confirmés par l'analyse des tissus : les cellules souches nasales humaines se sont implantées dans les zones lésées et différenciées en neurones. Enfin, la greffe de ces cellules souches a permis de restaurer partiellement le phénomène de potentialisation à long terme, l'un des mécanismes de base de la mémorisation.

L'utilisation de cellules souches nasales présente de nombreux avantages : elles sont faciles à prélever et à cultiver. De plus, chaque individu peut être son propre donneur, ce qui élimine tout risque de rejet immunitaire tout en garantissant un accès immédiat à ces cellules.
A plus long terme, cette étude pourrait ouvrir la voie à un essai clinique basé sur l'autogreffe de cellules souches nasales chez des patients souffrant d'une amnésie post-traumatique ou post-ischémique(2). Par ailleurs, ces recherches se poursuivent sur des modèles animaux de la maladie d'Alzheimer.

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Des robots remplaceront-ils bientôt les médecins ?

Par Janlou Chaput, Futura-Sciences  Partager Serons-nous bientôt soignés par des machines ? Deux informaticiens américains ont développé un robot nettement plus fort que les médecins pour diagnostiquer les maladies et proposer le traitement adéquat. L’intelligence artificielle fait un nouveau pas en avant.
Un dossier complet sur les robots et les avatars
À l’avenir, les hôpitaux engageront peut-être des employés d’un genre nouveau. Si les robots chirurgiens intègrent peu à peu les blocs opératoires, bientôt, ils pourraient être accompagnés de leurs équivalents médecins. C’est du moins ce que laissent sous-entendre les travaux de deux chercheurs américains de l’université d’Indiana, ayant développé une machine bien meilleure que les humains pour prévoir les maladies et proposer les traitements les plus pertinents.
Kris Hauser et Casey Bennett avaient déjà travaillé sur un robot capable de déterminer la thérapie adéquate pour une personne à un instant donné de la maladie. En partant de cette architecture, ils ont développé un nouveau programme afin de lui donner les moyens de s’adapter aux changements permanents de la situation du malade au cours du temps.
Cet ordinateur combine désormais deux modèles théoriques lui permettant de faire des prévisions plutôt précises, appelés processus décisionnels markoviens et réseaux de décision dynamique. À partir de données cliniques, ces modèles statistiques permettent d'extraire les différentes pathologies possiblement liées aux symptômes. Quelques informations lui suffisent pour conclure sur la situation probable.
Le robot écrase l’Homme pour les diagnostics
Dans la vie de tous les jours, les médecins sont parfois un peu obligés de tâtonner face à certaines maladies complexes. Des symptômes identiques peuvent apparaître pour des troubles différents. De ce fait, leur taux de réussite dans le diagnostic n’est pas de 100 %. De la même façon, le traitement préconisé n’est pas systématiquement le plus adapté, obligeant le patient à revenir, puisque son mal ne disparaît pas.

Ce graphique montre l'efficacité du robot (en bleu) face à la médecine classique (en rouge). Si le pronostic est plus pertinent de 41,9 %, les auteurs considèrent également que son coût d'utilisation (costs) est inférieur de 58,5 %. On serait presque tenté de confier sa santé à un programme informatique... © Avec l'aimable autorisation de l'université d'Indiana

Les auteurs de ce travail publié dans Artificial Intelligence in Medicine ont éprouvé leur machine en comparant la précision de ses prévisions par rapport à celles des médecins. Les données relatives à la santé de 500 personnes ont donc été fournies au robot. Celles-ci souffraient le plus souvent de dépression ou de maladies chroniques comme l’hypertension ou le diabète.
D’après les estimations des chercheurs, l’intelligence artificielle écrase l’intelligence humaine. Cette première s’est montrée 42 % plus pertinente dans le diagnostic et le traitement à suivre pour les patients.
La fin des médecins humains, remplacés par des robots ?
Un tel succès n’est pas sans répercussions bénéfiques pour le système de santé et la société dans son ensemble. Un diagnostic plus rapide évite au patient une deuxième visite chez le médecin, ce qui l’engage à moins de frais. En retour, un traitement plus efficace permet là aussi de gagner de l’argent, mais aussi du temps.
Le robot pourrait même faire des suppositions lorsque les données manquent. Dès qu’il en dispose, il peut vérifier ou infirmer ses hypothèses de départ et adapter son jugement, exactement comme le fait un médecin qui réajuste son point de vue en fonction d’éléments nouveaux.
Cela sonne-t-il le glas des médecins humains ? Probablement pas : ils ont le temps de voir venir, car pour les auteurs, la machine reste un outil. Ses algorithmes la rendent précise dans son interprétation, mais l’avis humain reste fondamental. Pour profiter au mieux de l’intelligence artificielle, il faut la faire collaborer avec notre esprit, afin que les deux se complètent au mieux. Et soignent plus efficacement.

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