Cell Stem Cell

Science avec ou sans conscience : l’activité cérébrale humaine a été recréée en laboratoire

jeanyvesnau Médecine, Neurosciences, Polémique, Science Étiquettes : , , Poster un commentaire

Bonjour

C’est la rentrée des classes et des cours de morale. L’affaire s’infiltre dans le fil de l’AFP, se glisse dans les titres des médias généralistes. « Des mini-cerveaux créés en laboratoire s’activent, une première » (20 minutes). Un soupçon d’espérance dans un océan d’angoisse. Ou l’inverse.

Les spécialistes en apprendront plus en gagnant le site de Cell Stem Cell : «Complex Oscillatory Waves Emerging from Cortical Organoids Model Early Human Brain Network Development » (Trujillo et al.). « Une découverte qui pourrait faire avancer la recherche sur les maladies neurologiques complexes… Mais qui pose quelques questions éthiques, résume l’AFP. Pour la première fois, des scientifiques ont détecté dans des cerveaux minuscules  minuscules développés in vitro à partir de cellules-souches une activité électrique ressemblant à celle des humains.Les scientifiques pensent que les cerveaux ne sont pas conscients (sic), car ils ressemblent à ceux de bébés prématurés (re-sic), mais ne peuvent pas le prouver, ce qui en soi soulève de nouvelles questions éthiques (re-re-sic). »

On parle ici d’ « organoïdes », structures tridimensionnelles qui reproduisent la micro-anatomie d’un organe. « Si vous m’aviez demandé il y a cinq ans si je pensais qu’il serait possible qu’un organoïde cérébral développe un réseau sophistiqué capable de générer des oscillations, j’aurais dit non »,  Alysson R. Muotri, l’un des auteurs de cette création (University of California San Diego, Stem Cell Program, School of Medicine, Dept. Pediatrics/Rady Children’s, La Jolla). Où l’on comprend qu’aujourd’hui il dit oui.

La Devinière, Chinon, 1483

Cette « percée » a été en partie obtenue par l’amélioration de la procédure et de l’environnement de culture des cellules-souches.  « Une autre avancée fut de donner plus de temps aux neurones pour se développer, tout comme les cerveaux des foetus dans le ventre » ajoute l’AFP qui cite le Pr Muotri :  « Les premières étapes du développement neurologique humain sont inscrites dans notre génome », explique Alysson Muotri. Les premières ondes ont été détectées dans les organoïdes au bout de deux mois. Les signaux étaient rares et gardaient une même fréquence, tout comme dans les cerveaux humains très immatures. Mais en continuant à croître, les ondes ont été produites à différentes fréquences, et à intervalles plus réguliers.

Puis, en comparant le développement de ces organoïdes aux courbes observées chez trente-neuf bébés prématurés, les scientifiques se sont aperçus que les trajectoires étaient similaires. Et maintenant ? Se réjouir que des organoïdes puissent être développés à partir de cellules-souches de personnes « atteintes de problèmes neurologiques tels que l’épilepsie et l’autisme » ? Peut-être.

Et relire le Dr François Rabelais qui, entre Pantagruel et Gargantua, créa une langue qui n’était pas sans morale. Rabelais (La Devinière, Chinon, 1483- Paris, 1553). Rabelais et sa conscience, immense écrivain, ecclésiastique et anticlérical, chrétien et considéré par certains comme libre penseur, médecin. Rentrée des classes.

A demain @jynau

Zika et microcéphalie : la médiatisation la recherche d’un lien de causalité ne faiblit pas

jeanyvesnau Uncategorized Étiquettes : , , , , Poster un commentaire

Bonjour

L’intérêt ne se tarit pas et les publications s’accumulent. Cette fois c’est, toutes affaires cessantes,  dans Cell Stem Cell : “Zika Virus Infects Human Cortical Neural Progenitors and Attenuates Their Growth”.  Affaire reprise par la BBC “Zika caught ‘killing’ brain cells” 1.

Une équipe  dirigée par le Pr Guo-li Ming (Institute for Cell Engineering, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore). Pour les médias généralistes l’affaire est entendue: « la première preuve scientifique d’un lien entre Zika et la microcéphalie du foetus établie. Des chercheurs ont démontré en laboratoire que le virus attaque et détruit des cellules cérébrales humaines en développement, comme le révèle une étude publiée ce vendredi. Jusqu’alors, cette relation de cause à effet n’avait pas été prouvée scientifiquement. »

Travail in vitro

Il y avait déjà eu la découverte du virus Zika franchissant le placenta et découvert dans le liquide amniotique– puis la présence du virus dans des tissus cérébraux fœtaux. Cette fois c’est un travail in vitro sur cellules souches humaines. La démonstration, nous explique-t-on,  que le virus peut infecter de manière sélective les cellules souches qui forment le cortex cérébral, les empêchant de se diviser normalement pour former de nouvelles cellules, ce qui entraîne leur destruction. « Les études menées sur des fœtus et des nouveau-nés atteints de microcéphalie dans les zones géographiques touchées par l’infection de Zika avaient mis en évidence des anomalies dans le cortex, et le virus avait aussi été découvert dans des tissus fœtaux », rappelle dans un communiqué le Pr  Guo-li Ming.

« Pour ces expériences, les scientifiques ont exposé trois types de cellules humaines au virus Zika. Les premières, appelées cellules neuronales progénitrices, sont essentielles au développement du cortex cérébral du fœtus rapporte l’Agence France Presse. Les dommages provoqués par le virus Zika à ces cellules, qui en se différenciant deviennent des neurones, correspondent aux défauts observés dans le cerveau résultant de la microcéphalie, ont constaté ces chercheurs. Les deux autres types de cellules exposées au Zika dans cette expérience sont des cellules souches et des neurones »

Aventure

« Nos résultats démontrent clairement que le Zika peut directement infecter les cellules neuronales progénitrices humaines in vitro avec une grande efficacité », concluent es auteurs. « Maintenant que nous savons comment ces cellules neuronales formant le cortex cérébral sont vulnérables au Zika, elles pourraient aussi être utilisées pour un dépistage rapide de l’infection et mettre au point de nouvelles thérapies potentielles » s’aventure  Hongjun Song, l’un des coauteurs, chercheur dans le même institut de Baltimore.

La relation de causalité tant cherchée est-elle trouvée ? Rien n’est moins certain tans les manipulations ont été nombreuses et sophistiquées pour parvenir à cette conclusion. « De nombreuses autres recherches sont nécessaires pour comprendre le lien entre le Zika et la microcéphalie », estime cependant le Pr Amelia Pinto, spécialiste de microbiologie moléculaire à l’université Saint Louis (Missouri). De la même manière, et contrairement à des lectures trop rapides, la responsabilité direct du virus Zika dans la survenue de syndromes de Guillain et Barré n’est pas véritablement démontrée (au sens de relation de causalité).

Le célèbre postulat de Koch

«Comment aller plus loin dans la démonstration d’un lien de causalité? Pour des raisons évidentes on ne pourra jamais ici aller jusqu’à vérifier les règles du postulat de Koch et faire l’expérience de l’infection expérimentale, nous expliquait, fin janvier pour Slate.fr, le Pr Alain Goudeau, responsable du service de bactériologie-virologie du CHU de Tours. L’histoire montre que des éléments épidémiologiques suffisent. Comme dans le cas de la rubéole. L’isolement du virus dans les tissus fœtaux n’a été qu’un élément complémentaire pour affirmer la grande dangerosité du virus chez la femme enceinte. Il me semble qu’avec Zika nous ne sommes pas loin de ce niveau de preuve.»

Et maintenant ? Qui apportera la preuve véritable d’un lien de causalité ? Ou qui pourra (et comment) le réfuter ?

A demain

1 Il faut ici citer The New York Times qui cite une autre publication (un rapport préliminaire – a priori inquiétant du New England Journal of Medicine) : “Two Studies Strengthen Links Between the Zika Virus and Serious Birth Defects”

 

Des biologistes chinois ont créé des spermatozoïdes de souris artificiels et fonctionnels

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Comme une fenêtre s’entrouvrant sur des abîmes.  Développée  par la BBC : “Lab-grown sperm makes healthy offspring” (James Gallagher) l’information originelle  est dans Cell Stem Cell, journal spécialisé dans l’exploration de l’Eldorado des cellules-souches. On la trouvera ici : “Complete Meiosis from Embryonic Stem Cell-Derived Germ Cells In Vitro”. Une équipe de quinze chercheurs chinois annoncent approcher du but humain : ils ont, chez la souris, mis au point une technique permettant à partir de simples cellules souches de créer des pré-spermatozoïdes ayant toutes les caractéristiques fécondantes de spermatozoïdes « naturels ».

Ces cellules sexuelles ont ainsi permis de créer des souris présentant toutes les caractéristiques de la normalité. Ces chercheurs expliquent que leur première constitue une nouvelle étape sans la thérapeutique de la stérilité. On peut aussi, sans grand risque, postuler que c’est aussi une nouvelle étape vers des modifications génétiques transmissibles du patrimoine héréditaire de différentes espèces, dont l’humaine.

Exploit de laboratoire

L’équipe chinoise était dirigée par Quan Zhou,  Mei Wang, Yan Yuan et Qi Zhou (Department of Developmental Biology, School of Basic Medical Sciences, Southern Medical University, Guangzhou).  « La fabrication de sperme dans les testicules [via la méiose] est l’un des processus les plus longs et les plus complexes de ceux qui se produisent dans le corps – c’est un processus qui peut prendre plus d’un mois chez la plupart des mammifères résume la BBC. Des scientifiques ont été en mesure de reproduire cet exploit en laboratoire. »

Ayant initialement recours à des cellules souches embryonnaires les chercheurs ne sont pas allés stricto sensu jusqu’à l’obtention de spermatozoïdes véritablement matures. Ils se sont arrêtés à un stade précédent de la spermatogénèse, celui dit de spermatide. Pour autant ces spermatides ont permis, in vitro, de féconder des ovocytes ; puis les embryons ainsi obtenus se développés et des animaux ont été obtenus qui ont eux-mêmes pu avoir une descendance.

Passage expérimental à l’humain

D’ores et déjà la question du passage expérimental à l’humain est posée. Cette perspective soulève d’innombrables questions éthiques qui ne sont toutefois pas perçues et interprétées de la même manière selon les pays – la Chine étant très généralement considérée comme moins « stricte » que la plupart des pays occidentaux, au premier rang desquels la France.

L’un des obstacles est d’ores et déjà levé puisque le recours à des spermatides en lieu et place de spermatozoïdes a déjà, en marge des pratiques officielles, été utilisé dans l’espèce humaine 1 – notamment au Japon avec la naissance de quatorze enfants : “Fourteen babies born after round spermatid injection into human oocytes”.

Applaudissements britanniques

Un autre obstacle est celui de l’obtention de cellules souches. Ici les chercheurs chinois on travaillé à partir de cellules souches extraites d’embryons ayant dû être détruits pour cette opération. Rien n’interdit toutefois d’imaginer, à très court terme, l’obtention de spermatides à partir ce cellules de peau, prélevées chez un homme souffrant de stérilité par absence ou anomalies de ses spermatozoïdes. Et dans un tel contexte rien, techniquement, ne s’opposera bientôt plus à la modification du génome de ces néo-cellules sexuelles via la nouvelle technique, révolutionnaire du « CRISPR ».

Ce serait là non plus une nouvelle thérapeutique de la stérilité mais bien une correction-amélioration du génome humain. Interrogés par la BBC des spécialistes britanniques, on ne peut plus pragmatiques, applaudissent à l’annonce de la première chinoise.

A demain

1 Sur ce thème, se reporter à la première “historique” :  Tesarik JN, Mendoza C, Testart J. Viable Embryos from Injection of Round Spermatids into Oocytes.New Engl J Med. 1995;333(8):525

 

La vie moderne : ne plus jamais manger de viande ou jeûner par intermittence ?

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Bonjour

La table fait toujours recette. Prenez Libération, vieux journal qui fut rouge : à la veille de la Journée internationale de la femme 2015 il nous poussait à réfléchir à notre rapport au steack : « Treize raisons de manger moins de viande : Steack ou encore ? »

Libération-gloutons

Avec un éditorial paradoxal, contrition et confession, intitulé « Gloutonnerie » et signé David Carzon :

« Autant le dire d’emblée, cet édito ne peut pas être objectif car nous sommes nombreux à Libération à aimer la viande. Et même les abats, c’est dire. Comme bon nombre de nos contemporains viandards, nous préférons oublier qu’il faut tuer pour qu’une entrecôte ou un foie de veau finisse dans notre assiette. Alors, pour ceux qui voudraient continuer d’avoir les crocs du boucher sans se salir le tablier, il faut regarder son assiette en face. Ne pas changer nos habitudes alimentaires ? C’est entretenir la frénésie de production de viande au seul profit d’une gloutonnerie égoïste.

On ne peut en effet rester insensible aux conséquences de cette surconsommation sur la planète, aux conditions d’abattage des bêtes, ou au fait que les deux tiers des terres agricoles servent à nourrir des animaux qui vont finir à l’abattoir. Il n’y a guère d’autre solution que de manger mieux et de privilégier les filières de qualité, bref de changer collectivement nos habitudes alimentaires. Au risque de contribuer à un système de viande de classe où les riches auraient le droit de monter au filet, et où les pauvres se contenteraient d’une bouillie sans goût (…). »

Chair philosophique

Et un petit fil rouge  philosophique signée, de Robert Maggiori – qui nous rappelle que « défiant les lois de la cité, Pythagore fut l’un des premiers à arrêter la viande ». Extraits :

« Le nom même d’animal ouvre une curieuse bifurcation : est-il un être animé, qui se déplace, contrairement aux plantes, ou un être qui a, ou non, une âme, anima ? Le premier parcours est tracé depuis toujours : Aristote disait déjà que, comme l’herbe est faite pour l’animal, l’animal est fait pour l’homme, qui peut donc en utiliser la mobilité, la docilité ou la force pour s’aider dans son travail, et Descartes, on le sait, fera des bêtes des machines automatiques. Le second parcours est plus compliqué, et fera tourner la philosophie autour de deux questions : l’animal parle-t-il, pense-t-il ? – avant que Jeremy Bentham (1749-1832) n’établisse une coupure épistémologique décisive, en avançant que l’essentiel est de savoir s’ils peuvent souffrir. Mais dès l’Antiquité la croyance en la métempsychose (la transmigration de l’âme d’un corps à un autre corps, y compris animal) s’est accompagnée de l’interdit moral d’en consommer la chair. Abstinence très minoritaire cependant, dans la mesure où, dans la cité grecque, religiosité, culte, pratiques sacrificielles, consommation des chairs immolées et vie publique étaient étroitement liés : voir de la cruauté dans les sacrifices d’animaux et refuser de manger la viande, s’était se mettre «hors communauté» et s’exposer à l’ostracisme. Pythagore de Samos n’a pas craint, au VIe siècle avant J.-C., de s’opposer aux lois de la cité : il est le premier et plus connu des végétariens, «secte honnie par la foule», comme l’écrira Sénèque, et moquée. (…)

Diogène le Cynique

Pythagore aura des héritiers célèbres : Platon peut-être, Epicure sans doute, que les préjugés ont toujours fait imaginer se bâfrant de victuailles. Ou Lucrèce, Ovide, Sénèque lui-même, Porphyre et Plutarque qui, dans De esu carnium, fustige les carnivores : «Si vous vous obstinez à soutenir que la nature vous a faits pour manger la chair des animaux, égorgez-les donc vous-mêmes, de vos propres mains, sans vous servir de coutelas, de massue ou de hache. Faites comme les loups, les ours et les lions, qui tuent les animaux dont ils se nourrissent. Mordez, déchirez à belles dents ce bœuf, ce pourceau, cet agneau ou ce lièvre ; mettez-les en pièces, et comme ces bêtes féroces, dévorez-les tout vivants.»

On ne peut pas dire cependant que la question végétarienne ait constitué un fil rouge de l’histoire de la philosophie, laquelle s’est orientée plutôt, progressivement, vers la question du respect de la vie animale, des devoirs des hommes envers eux, voire des droits des animaux. Mais nombre de philosophes ou savants furent végétariens (le terme vegetarian apparaît en 1842, dans la revue The Helthian) : de Diogène le Cynique à Cicéron, Saint Augustin, Montaigne, Giordano Bruno, Léonard de Vinci, Erasme, Thomas More, Pascal, Newton, Leibniz, Rousseau, Voltaire, Darwin, Schopenhauer, Emerson, Bertrand Russell, Einstein, Carl Jung, Lévi-Strauss ou Derrida sans doute. Nietzsche le fut en sa jeunesse, quand il fréquentait Richard et Cosima Wagner. Mais, souffrant de troubles digestifs, il se nourrit de lait et de viande rouge – mets, disait-il, qui convient aux passionnés. Sa mère et ses sœurs le fournissaient en jambons et saucisses, qu’il adorait. »

Intermittent fasting

Changeons de fusil d’épaule et parlons de l’homme, de son poids et des tracasseries que son poids lui cause. Le «jeûne intermittent» ou fasting (abréviation de l’anglais intermittent fasting) consiste à alterner des périodes de privation de nourriture et des périodes d’alimentation normale, généralement dans le but de perdre du poids ou de corriger un trouble biologique.

Aujourd’hui l’épidémie croissante de surpoids et d’obésité confère aux régimes alimentaires une nouvelle actualité. Certains deviennent ainsi de plus en plus populaires. On voit émerger de nouveaux intérêts pour le «jeûne intermittent», la «restriction calorique intermittente» ou «l’alimentation limitée dans le temps» (sur une période de 4 ou 6 heures dans la journée). Que faut-il penser des effets sur la santé de tels comportements?

Une étude menée par une équipe internationale (Etats-Unis, Belgique, Italie, Royaume-Uni) apporte des éléments inédits de réponse. Ce travail a été dirigé par le Pr Satchidananda Panda (Regulatory Biology Laboratory, Salk Institute for Biological Studies, La Jolla, Californie) et ses conclusions ont été publiées dans les Comptes-Rendus de l’Académie américaine des Sciences (PNAS).

Fin des trois repas quotidiens?

«D’importants efforts de recherche ont été menés sur la manière dont les composants spécifiques des denrées alimentaires pouvaient influer sur la santé, précisent les auteurs. En revanche on sait relativement peu de choses sur un aspect plus fondamental de l’alimentation, la fréquence et le rythme circadien des repas, et sur les avantages potentiels de périodes intermittentes sans –ou avec de très faibles– apports énergétiques.» Les auteurs soulignent aussi que le rythme habituel d’alimentation (trois repas par jour entrecoupés de quelques collations) est une sorte d’aberration du point de vue de l’évolution. Ces trois repas seraient une habitude assez récente, datant du passage de la période de l’homme «chasseur-cueilleur» à celle de l’homme «agriculteur». Soit il y a environ 12000 ans. Ce mode alimentaire serait ainsi en dysharmonie avec les caractéristiques et les besoins physiologiques du corps humain. Certains spécialistes en viennent à suggérer de limiter l’apport énergétique sur des périodes limitées, celles de jeûne pouvant stimuler le recours aux graisses comme source d’énergie et les mécanismes de réparation cellulaire.

Idées reçues

Tout ceci amène à combattre quelques idées reçues. Ainsi, il y a peu un groupe de chercheurs de l’Université de Bath (Royaume Uni) publiait dansThe American Journal of Clinical Nutrition des données laissant entendre quele petit-déjeuner n’est  pas «le repas le plus important de la journée». Ce premier repas est, selon eux, sans conséquences véritablement significatives sur le poids, le métabolisme ou les différents indicateurs biologiques témoignant de la santé du système cardiovasculaire.

Une étude internationale récente, publiée dans la revue Cell Stem Cell, avait d’autre part conclu à l’intérêt du jeûne intermittent dans la récupération des défenses immunitaires(2). Dans cette dernière étude les auteurs se sont tout particulièrement intéressés aux travaux concernant la «restriction calorique» (apport calorique quotidien réduit de 20 à 40% avec fréquence des repas inchangée), la «restriction d’énergie intermittente» (éliminer ou réduire fortement son apport calorique de manière fractionnée dans le temps), et la limitation de la consommation quotidienne de nourriture et de boissons à une période de 4 à 6 heures.

Seize heures d’arrêt

Au final les auteurs de l’étude publiée dans les PNAS retiennent une série de données convergentes issues d’études expérimentales faites sur l’animal et de données observées chez l’homme: les périodes de restriction énergétique d’une durée de seize heures (sur vingt-quatre) peuvent améliorer les indicateurs de santé et contrer certains processus physiopathologiques. Ces phénomènes semblent être la conséquence de modifications dans le métabolisme des graisses et dans les réactions de stress cellulaire adaptatif. Dès lors il semble essentiel pour ces auteurs d’élaborer de nouvelles stratégies diététiques visant à intégrer ces modifications des habitudes alimentaires à des fins sanitaires.

En d’autres termes les prescriptions concernant les régimes alimentaires devraient dépasser la seule question de la nature et de la quantité des aliments pour intégrer les horaires et le nombre des repas ainsi que la durée des périodes sans apport calorique. Il s’agit là d’une donnée essentielle en termes de santé publique qui n’ira pas sans bouleverser les rythmes et les modes de vie.

C’est dire, ici, l’importance du travail de pédagogie que nécessite cette nouvelle approche du contrôle de son poids. Sans oublier de lire (et relire) Libération et de réfléchir  à son rapport à la viande. Avant de passer à table.

A demain

Une partie de ce texte a initialement été publiée sur le site planetesante.ch