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Paris, 29 juillet 2012

Quand la cicatrisation évolue en fibrose : les "mauvaises" cellules identifiées
Des chercheurs de l'Institut Pasteur et du CNRS ont identifié, chez la souris, les cellules à l'origine de certaines formes de fibrose, cette hyper-cicatrisation pathologique qui peut, quand elle atteint les organes vitaux, provoquer la mort. Ces travaux sont publiés dans Nature Medicine.
Lors d'un traumatisme –une blessure ou une inflammation, par exemple– certaines cellules du tissu conjonctif de l'organe atteint, appelées fibroblastes, prolifèrent fortement en produisant des facteurs de croissance ainsi que de la matrice extracellulaire, riche en collagène. Lorsque l'organe régénère normalement, ce tissu de cicatrisation, devenant inutile, est progressivement éliminé. Les fibroblastes jouent ainsi un rôle essentiel dans le processus de cicatrisation.

Mais dans certains cas pathologiques, notamment à l'occasion d'atteintes répétées, comme dans certaines maladies chroniques, il arrive que le tissu de cicatrisation persiste, et remplace alors le tissu sain : c'est la fibrose. Ce processus pathologique, très invalidant, altère définitivement le fonctionnement de l'organe, et peut même conduire jusqu'au décès s'il touche des organes vitaux. Les mécanismes régulant ces phénomènes demeurent à l'heure actuelle encore très peu compris, et la mise au point des traitements délicate : il s'agit de réguler l'action des fibroblastes… sans pour autant la bloquer totalement, le rôle de ces cellules demeurant fondamental.

C'est dans ce contexte que des chercheurs, dirigés par Lucie Peduto dans l'unité Institut Pasteur/CNRS Développement des Tissus Lymphoïdes, ont découvert une population de fibroblastes directement responsable de la surproduction de tissu cicatriciel. Grâce à des méthodes de visualisation et de traçage génétique chez la souris, ils ont, pour la première fois, pu démontrer l'existence, dans la peau et le muscle squelettique, de fibroblastes surproducteurs de collagène, produits transitoirement après une blessure aigüe. Ces fibroblastes sont eux-mêmes issus d'une population distincte et relativement rare de cellules progénitrices logées autour des vaisseaux sanguins.

Les chercheurs ont montré que ces cellules surproductrices de collagènes sont caractérisées par l'expression à leur surface d'une protéine de membrane, appelée ADAM12. Celle-ci est habituellement exprimée par des fibroblastes foetaux, mais peut être réactivée transitoirement lors d'une blessure. En l'absence de cellules exprimant ADAM12, la cicatrisation s'effectue sans excès de collagène, en évitant donc la fibrose du tissu blessé.

L'identification d'une classe de fibroblastes « pathologiques » devrait aider à comprendre les mécanismes de régulation mis en échec dans la fibrose. Cette découverte permet également d'envisager une nouvelle approche thérapeutique pour certaines maladies fibrotiques chroniques, comme la sclérodermie systémique, le fibrosarcome ou la fibrose hépatique, dans lesquelles les cellules exprimant ADAM12 sont produites de façon chronique. Une approche thérapeutique qui ciblerait une population de fibroblastes « pathologiques », permettrait de minimiser les risques d'affecter les fibroblastes sains et les organes non malades.

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Paris, 19 octobre 2012

Un assemblage de nano-machines pour mimer le muscle
Pour la première fois, un assemblage de milliers de nano-machines capables de produire un mouvement de contraction coordonné s'étendant jusqu'à une dizaine de micromètres, à l'instar des mouvements des fibres musculaires, a été réalisé par une équipe de l'Institut Charles Sadron du CNRS. Ces travaux novateurs menés par Nicolas Giuseppone, professeur à l'Université de Strasbourg, et impliquant des chercheurs du Laboratoire de matière et systèmes complexes (CNRS/Université Paris Diderot), valident expérimentalement une approche biomimétique conceptualisée depuis plusieurs années dans le domaine des nanosciences. Ils permettent d'envisager de très nombreuses applications en robotique, en nanotechnologie pour le stockage d'information, dans le domaine médical comme la réalisation de muscles artificiels ou pour concevoir d'autres matériaux incorporant des nano-machines (dotés de nouvelles propriétés mécaniques). Ces travaux viennent de paraître sur le site de la revue Angewandte Chemie International Edition.
La nature fabrique de nombreuses machines dites « moléculaires ». Assemblages de protéines très complexes, elles sont à l'origine de fonctions essentielles du vivant comme le transport d'ions, la synthèse de l'ATP (molécule énergétique) ou la division cellulaire. Nos muscles sont ainsi contrôlés par le mouvement coordonné de ces milliers de nano-machines protéiques qui ne fonctionnent individuellement que sur des distances de l'ordre du nanomètre. Mais en s'associant par milliers, elles amplifient le même mouvement télescopique jusqu'à atteindre notre échelle et ce, de manière parfaitement coordonnée. Même si des progrès fulgurants ont été accomplis ces dernières années par les chimistes de synthèse pour la fabrication de nano-machines artificielles (dont les propriétés mécaniques intéressent de plus en plus chercheurs et industriels), restait le problème de la coordination de plusieurs de ces machines dans l'espace et dans le temps.

C'est désormais chose faite puisque, pour la première fois, l'équipe de Nicolas Giuseppone a réussi à synthétiser de longues chaînes polymères incorporant par liaisons supramoléculaires (1) des milliers de nano-machines capables de produire chacune des mouvements télescopiques linéaires d'un nanomètre. Sous l'influence du pH, leurs mouvements simultanés permettent à l'ensemble de la chaîne polymère de se contracter ou de s'étendre sur une dizaine de micromètres, amplifiant ainsi le mouvement par un facteur 10 000, selon les mêmes principes que ceux utilisés par les tissus musculaires. Les mesures précises de cette prouesse expérimentale ont été effectuées en collaboration avec l'équipe d'Eric Buhler, physicien spécialiste de la diffusion du rayonnement au laboratoire Matière et Systèmes Complexes (CNRS/Université Paris Diderot).

Ces résultats obtenus par une approche biomimétique permettent d'envisager de très nombreuses applications pour la réalisation de muscles artificiels, de micro-robots ou pour la conception de nouveaux matériaux incorporant des nano-machines dotées de nouvelles propriétés mécaniques multi-échelles.

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