Paris, 28 octobre 2010

Nouveau système de propulsion pour micro-objets
Un nouveau mode de propulsion pour micro et nano-objets métalliques a été mis au point par des chercheurs de l'Institut des sciences moléculaires (CNRS/ENSCBP/Universités Bordeaux 1 et 4). Ce procédé s'appuie sur le concept original de l'électrochimie bipolaire : sous l'effet d'un champ électrique, une des extrémités d'un objet métallique croît tandis que l'autre extrémité se dissout. Grâce à cette auto-régénération permanente, des objets se déplacent à des vitesses de l'ordre d'une centaine de micromètres par seconde. Publiés dans le Journal of the American Chemical Society, ces travaux permettent d'envisager des applications dans les domaines allant de la nano-médecine à la micromécanique.
Plusieurs approches sont actuellement explorées pour appliquer à des nano ou des micro-objets des mouvements directionnels contrôlés. Les scientifiques étudient notamment l'utilisation de molécules dites « carburants » qui, suite à leur décomposition, peuvent propulser un objet dissymétrique. Autres pistes de travail : reproduire les systèmes naturels en imitant le déplacement de bactéries ou la rotation de systèmes biologiques bien connus comme l'ATP synthase.

Pour la première fois, deux chercheurs de l'Institut des sciences moléculaires de Bordeaux (CNRS/ENSCBP/Universités Bordeaux 1 et 4) montrent qu'il est possible de générer un tel mouvement via une approche originale appelée « électrochimie bipolaire ». Ces chimistes soumettent à un champ électrique des objets métalliques qui présentent alors une différence de charge aux extrémités : l'une un excès et l'autre un déficit. Cette polarisation est suffisamment importante pour que des réactions chimiques opposées d'oxydoréduction se produisent à chaque extrémité. Ainsi, d'un côté l'objet va s'oxyder et se détruire. De l'autre côté, en procédant à la réduction d'un sel métallique présent dans la solution, un dépôt de métal va se former, conduisant à la croissance de l'objet. In fine, ce procédé conduit à un auto-renouvellement de l'objet tout en induisant son déplacement. Le mouvement généré de cette façon est dirigé vers l'une des deux électrodes et la vitesse peut être contrôlée par la différence de potentiel appliquée entre les deux électrodes.

L'avantage de cette méthode est qu'aucun combustible classique n'est nécessaire pour provoquer ce mouvement. De plus, on peut envisager d'adapter ce micromoteur pour pousser d'autres objets dans une direction prédéfinie et de les faire complètement disparaître une fois qu'ils ont effectué leur tâche. Ce procédé original ouvre des perspectives dans des domaines d'application variés allant de la micromécanique à la nano-médecine.

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Paris, 22 mars 2011

Lumière sur l'interaction entre les rayons UVA et l'ADN
Les rayons ultra-violets A (UVA) sont connus aujourd'hui pour provoquer des cancers de la peau. Les premières informations sur la façon dont les UVA agissent directement sur l'ADN sont révélées par une équipe CNRS du Laboratoire Francis Perrin (CNRS/CEA-Iramis, à Saclay), en collaboration avec un laboratoire du CEA-Inac, à Grenoble. L'interaction entre UVA et ADN résulte d'un comportement collectif des bases de la double hélice d'ADN qui conduit à des lésions chimiques pouvant induire des mutations cancérigènes. Ces travaux sont publiés en ligne le 18 mars 2011 dans le Journal of the American Chemical Society.
Les rayons ultra-violets A (UVA)(1) représentent plus de 95% du rayonnement UV solaire qui atteint la surface de la Terre. Ces UVA sont aujourd'hui connus pour engendrer des cancers de la peau dûs à des mutations cancérigènes provoquées par des altérations chimiques des bases de l'ADN (adénine, thymine, guanine, cytosine). La modification chimique la plus importante correspond à la dimérisation des thymines : deux thymines proches l'une de l'autre sur l'ADN s'associent pour former une nouvelle entité, appelée « dimère de cyclobutane ».

Une équipe CNRS du Laboratoire Francis Perrin (CNRS/CEA), en collaboration avec des chercheurs du laboratoire Lésions des Acides Nucléiques du CEA, s'est intéressée aux toutes premières étapes de la formation de telles lésions chimiques. Ils publient la toute première étude décrivant des effets physicochimiques, en amont des effets biologiques, du rayonnement UVA sur de l'ADN modèle. Les physico-chimistes ont examiné le comportement d'une double hélice d'ADN synthétique (formée uniquement de paires adénine-thymine) vis-à-vis des photons UVA. Ils ont ensuite comparé son comportement avec celui des deux simples brins complémentaires (constitués uniquement de thymines ou uniquement d'adénines).

Résultat : la capacité de l'ADN à absorber des photons UVA résulte d'un comportement collectif de ses bases. Etudiées individuellement, les bases de l'ADN (dont la thymine), sont « transparentes » aux UVA. Mais dans cette étude, les scientifiques ont montré que l'absorption des rayons UVA augmente sensiblement suite à l'appariement des deux simples brins pour former une double hélice. De plus, la probabilité qu'un photon UVA absorbé conduise à la formation des cyclobutanes est au moins dix fois plus élevée dans le cas d'un double brin que pour un simple brin. Ces différences s'expliqueraient par des changements de la structure électronique des bases induits par les photons UVA. Suite à l'absorption d'un photon, la nouvelle configuration électronique adoptée par l'ADN, appelée état excité, persiste plus longtemps pour un double brin que pour les simples brins complémentaires. Les thymines ont alors plus de temps à leur disposition pour subir des altérations définitives.

Reste désormais à étendre ces études expérimentales à des séquences d'ADN plus complexes, semblables à l'ADN naturel. Les enjeux en termes de santé publique sont majeurs d'autant que la quantité d'UVA qui nous parvient est très importante comparée aux rayons UVB (représentant moins de 5% des rayons ultraviolets atteignant la surface de la Terre) et que ces mêmes UVA sont encore largement utilisés dans les centres de bronzage.

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Paris, 19 octobre 2012

TIM et TAM, 2 portes d'entrée du virus de la Dengue dans la cellule
Une étude conduite par l'équipe d'Ali Amara au sein de l'Unité mixte Inserm/CNRS-Université Paris Diderot « Pathologie et virologie moléculaire », à l'Hôpital Saint-Louis, à Paris, en collaboration avec des équipes de l'Institut Pasteur Paris et du Salk Institute à San Diego a permis d'identifier deux familles de récepteurs qui jouent un rôle important dans l'entrée du virus de la dengue dans les cellules. En montrant qu'il est possible d'inhiber in vitro l'infection virale en bloquant la liaison du virus sur ces récepteurs, les chercheurs ouvrent la voie à la possibilité d'une nouvelle stratégie antivirale. Ces travaux, sont publiés online sur le site de la revue Cell Host & Microbe le 18 octobre 2012.
Le virus de la dengue (VD), qui circule sous quatre formes différentes (quatre sérotypes), est transmis à l'homme par des moustiques. Il constitue un problème majeur de santé publique. Dans le monde, deux milliards de personnes sont exposées au risque d'infection et 50 millions de cas de dengue sont recensés par l'OMS chaque année. L'infection souvent asymptomatique ou s'apparentant à un état grippal peut conduire, dans ses formes sévères, à des fièvres hémorragiques fatales. Il n'existe pas actuellement de vaccin préventif ou de traitements antiviraux efficaces contre les quatre sérotypes du VD. Le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques reste donc un enjeu important.
L'équipe dirigée par Ali Amara a réalisé un criblage génétique pour identifier des récepteurs cellulaires utilisés par le VD pour pénétrer dans les cellules cibles (1). Les chercheurs ont déterminé le rôle important que jouent les récepteurs TIM (TIM-1, 3, 4) et TAM (AXL et TYRO-3) dans le processus d'entrée des quatre sérotypes du VD. En effet, l'équipe d'Ali Amara a réussi à montrer que l'expression de ces 2 familles de récepteurs rend les cellules plus facilement infectables. De plus, les chercheurs ont observé que des anticorps ou des RNA interférents ciblant les molécules TIM et TAM réduisaient considérablement l'infection des cellules cibles par le VD. Les TIM et TAM appartiennent à deux familles distinctes de récepteurs transmembranaires qui interagissent directement (TIM) ou indirectement (TAM) avec la phosphatidylserine, un signal de type « mange moi » permettant la phagocytose et l'élimination des cellules apoptotiques. De façon inattendue, les travaux des chercheurs de l'Inserm ont montré que la phosphatidylserine était abondamment exprimée à la surface des particules virales, et que sa reconnaissance par les récepteurs TIM et TAM est essentielle à l'infection des cellules cibles.

Ces résultats contribuent à élucider la première étape clé du cycle infectieux du VD, et mettent en évidence un nouveau mécanisme d'entrée du VD par mimétisme des fonctions biologiques impliquées dans l'élimination des cellules apoptotiques. La découverte de ces nouveaux récepteurs ouvre également la voie à de nouvelles stratégies antivirales ciblées sur le blocage de la liaison du VD sur les TIM et TAM.

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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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