Paris, 7 septembre 2009

Détection visuelle : de nouveaux circuits neuronaux identifiés dans la rétine

La détection d'objets en mouvement, tels que les prédateurs à l'affût, est nécessaire à la survie. Quels sont les neurones et les circuits nerveux impliqués dans cette fonction ? Un nouveau type de cellules nerveuses, sensibles au mouvement d'approche, vient d'être identifié chez la souris. Cette nouvelle fonction rétinienne a été révélée par Rava Azeredo da Silveira du laboratoire de physique statistique de l'École Normale Supérieure (ENS / UPMC / Université Paris Diderot / CNRS) et une équipe de chercheurs de l'Institut suisse Friedrich-Miescher. Leurs travaux ont été publiés en ligne sur le site de Nature Neuroscience le 6 septembre 2009.

La rétine est traditionnellement présentée comme un simple 'filtre' par lequel le monde visuel est transmis de l'oeil au cerveau. Cependant, plusieurs découvertes réalisées au cours des dernières années ont modifié cette image : la rétine effectue un traitement sophistiqué de l'information visuelle et transmet au cerveau un tri sélectif de cette information visuelle. La découverte d'une nouvelle fonction rétinienne chez les mammifères par Rava Azeredo da Silveira du laboratoire de physique statistique de l'École Normale Supérieure (ENS / UPMC / Université Paris Diderot / CNRS) et l'équipe de Botond Roska à l'Institut suisse Friedrich-Miescher, illustre cette complexité du traitement de l'information visuelle par la rétine. Les chercheurs ont identifié des neurones d'un nouveau type fonctionnel dans la rétine de la souris. Ces neurones sont activés lorsqu'un objet est en mouvement d'approche mais ne répondent pas si le mouvement est latéral ou en retrait. Ainsi, ces cellules nerveuses envoient au cerveau un signal d'alerte lorsque, par exemple, un prédateur se dirige vers sa proie et pourraient donc s'avérer essentiels à la survie.

La découverte de ce nouveau type cellulaire a été rendue possible expérimentalement en isolant le neurone en question ainsi que le circuit neuronal afférent. Pour sa fonction de détection des mouvements d'approche, le neurone rétinien utilise à son avantage un chemin neuronal inhibiteur rapide dans son circuit afférent qui 'éteint' toute réponse à un stimulus autre qu'un mouvement d'approche. Or, ce chemin inhibiteur avait déjà été identifié comme intervenant dans la vision nocturne alors qu'il est ici question de la vision diurne. C'est donc ici un exemple d'adaptation efficace : au fil de l'évolution, un même circuit de neurones est capable d'acquérir des fonctions différentes selon les conditions physiologiques auxquelles il est soumis. Dans cette étude, des méthodes expérimentales variées combinant marquage génétique de types cellulaires individuels, microscopie à deux photons et électrophysiologie, ont été complétées par une approche théorique de modélisation. Ce travail illustre ainsi la complémentarité de l'expérience et de la théorie, nécessaire aux découvertes de biologie quantitative qui utilise outils statistiques, mathématiques et méthodologie expérimentale.

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Paris, 30 octobre 2012

Le gène HOIL1 à l'origine d'une nouvelle maladie rare
La chercheuse Capucine Picard, l'équipe de l'unité Inserm 980 “Génétique Humaine et maladies infectieuses” / Université Paris Descartes dirigée par Jean-Laurent Casanova et des chercheurs d'un laboratoire CNRS / Institut Pasteur dirigé par Alain Israël sont parvenus à identifier le rôle du gène HOIL1 dans le cas de l'association paradoxale d'un déficit immunitaire avec une maladie auto-inflammatoire chronique et un déficit musculaire, chez 3 enfants issus de 2 familles différentes. Cette étude marque encore une fois l'influence de la génétique dans la réponse de l'organisme aux agents infectieux. Ces travaux sont publiés online sur le site de la revue Nature Immunology, depuis le 28 octobre 2012.
Cette discipline qu'est la génétique des maladies infectieuses est née du constat qu'il existe une grande variabilité de résistance aux maladies selon les individus, la même pathologie pouvant être mortelle chez les uns, bénigne ou asymptomatique chez les autres. Il a ainsi été démontré que la prédisposition à une infection est due à des particularités génétiques qui se traduisent par des variations des mécanismes moléculaires de la réponse immunitaire.

Les 3 enfants, dont 2 suivis dans cette étude et pris en charge à l'hôpital Necker – Enfants malades étaient touchés par 3 pathologies simultanées : des infections invasives bactériennes (pneumocoques ou autres), une maladie auto-inflammatoire (fièvres récurrentes héréditaires) et une amylopectinose (déficit musculaire pouvant atteindre les muscles cardiaques notamment). Le fait que 2 enfants d'une même fratrie soient atteints des mêmes symptômes a attiré l'attention des chercheurs sur l'origine génétique héréditaire de cette maladie.

L'équipe a mené alors des études génétiques poussées leur permettant d'identifier le défaut génétique responsable de ces 3 pathologies observées, à savoir : des mutations du gène HOIL1.

Le défaut complet d'expression de ce gène entraine un fonctionnement défectueux des défenses immunitaires. Néanmoins ce qui rend cette pathologie unique est le fait que selon le type de cellules impliqué dans l'immunité, le défaut génétique ne s'exprime pas de la même manière. D'une part, ce gène muté est responsable d'une trop forte réponse des leucocytes, expliquant la maladie auto-inflammatoire. D'autre part, à l'inverse, ce même défaut génétique provoque un défaut de réponse dans d'autres cellules, expliquant la susceptibilité de ces enfants aux infections bactériennes.

La molécule HOIL1 issue du gène du même nom est responsable d'une instabilité du complexe de molécules LUBAC qui joue un rôle dans la transmission du signal reçu par les cellules immunitaires lors d'une infection. Ces données suggèrent que le défaut génétique de HOIL1 chez l'homme est responsable d'un défaut secondaire du complexe LUBAC, et que LUBAC contrôle la réponse immunitaire différemment selon les types cellulaires.

Ce complexe LUBAC a jusque-là été très étudié chez la souris, mais c'est la première fois que l'on constate chez l'humain cette déficience. Pour le moment, seuls 3 patients en France et en Italie ont été identifiés avec ce déficit en HOIL-1. La découverte de ce nouveau défaut génétique va peut-être permettre l'identification de nouveaux patients dans d'autres régions du monde.

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Il y a 6000 ans, le miel était utilisé par les Sumériens pour traiter les infections. Le Papyrus de Berlin, rédigé en Égypte au XIVe siècle av.?J.-C., décrit 48 cas de plaies diverses traitées avec du miel. Les Grecs, en la personne d’Hippocrate (460?av. J.-C., ), citent le miel comme médicament. Actuellement les propriétés du miel sont de plus en plus reconnues et nombreuses sont les publications scientifiques qui attestent des intérêts du miel pour la cicatrisation des plaies, des brûlures et autres lésions cutanées.

Plusieurs méta-analyses, menées par des équipes très pointues quant aux propriétés du miel, ont évalué l’efficacité d’un traitement au miel sur des brûlures ou des lésions cancéreuses s’accompagnant le plus souvent de nécrose. Il en ressort que le miel est bénéfique sur les lésions stomatologiques, les plaies post-chirurgicales, les mucosites (inflammation des muqueuses apparaissant suite à certaines chimiothérapies) et est plus efficace pour la prise en charge de brûlures que les traditionnels pansements gras.

Le miel est composé à 75 à 80?% de sucre (fructose, glucose, saccharose…), de 17?% d’eau, de 1?% de protides, de vitamines, minéraux et oligo-éléments, d’enzymes (a et b-amylases, gluco-oxydase, catalase…) et d’un grand nombre de phyto-micro-constituants (polyphénols, molécules aromatiques). La composition spécifique de ces derniers est en partie dépendante de l’origine florale du miel. La composition du miel lui confère des propriétés très particulières, notamment une forte osmolarité et un pH relativement acide (compris entre 3.5 et 5.5).

Pouvoir antibactérien

La propriété cicatrisante du miel peut être séparée en deux types d’activité?: d’une part, une activité antimicrobienne et, d’autre part, une activité stimulatrice des tissus épidermiques. De nombreuses études in vitro ont démontré l’action antimicrobienne du miel. La présence de peroxyde d’hydrogène (un puissant bactéricide) produit par la gluco-oxydase, la présence de nombreux flavonoïdes, l’acidité et l’osmolarité sont des éléments importants qui contribuent à l’effet antimicrobien. Le miel inhibe donc la croissance de nombreux germes pathogènes dont Pseudomonas pycyanea, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Proteus mirabilis, Bacillus subtilis, Streptococcus faecalis, Streptococcus pyogenes, des Enterobacter, des coliformes et des Klebsiella. D’autres études ont également montré que le miel de manuka exerçait une activité antibactérienne sur différentes souches gram+ résistantes aux antibiotiques (Staphylococcus methillinorésistant ou Enterococcus vancomycinorésistant).

Cicatrisation

Lors du processus de cicatrisation, lorsque le miel est déposé sur la plaie, les différents éléments bactéricides vont empêcher le développement des bactéries, et la forte osmolarité du miel va générer un flux de lymphe vers l’extérieur, entraînant avec lui bactéries et autres débris cellulaires.

Le miel contribue à garder une atmosphère humide au niveau de la plaie qui facilite la régénération de l’épithélium à la surface de la plaie plutôt que sous la croûte comme c’est le cas pour les plaies sèches. Son côté visqueux et humide permet également de changer régulièrement les pansements au miel (en fonction de la taille de la plaie et de son exsudation) sans arracher le nouveau tissu en pleine reconstruction, et sans douleur pour le patient. Des expériences in vitro ont montré que le pH, la teneur en peroxyde d’hydrogène et la vitamine C, créent un environnement favorable à la stimulation des fibroblastes (migration, prolifération et organisation du collagène) et à une néovascularisation dans le tissu cicatriciel.

Les vertus cicatrisantes du miel sont de nos jours bien connues et décryptées. De nombreuses équipes médicales à travers le monde utilisent maintenant cette technique de pansements pour favoriser les processus de cicatrisation. À ce titre, citons l’immense travail du professeur Descottes et de toute son équipe au CHU de Limoges qui travaillent maintenant depuis plus de vingt-cinq ans à établir des protocoles de soins très rigoureux et très efficaces. Au cours de toutes ces années, cette équipe a utilisé le miel pour soigner plus de 3?000 patients avec un taux de réussite de 98?%?! Cette technique se révèle ainsi très avantageuse, non seulement par son efficacité pour augmenter la vitesse de cicatrisation, mais aussi par son faible coût économique.

Nicolas Cardinault

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