01 Blog Audio - SSAFT - L'attaque des moules parasites [ 6:57 | 6.58 MB ] Play Now | Play in Popup | Download (181)1er billet de blog scientifique en audio: l’attaque des moules parasites
Auteur: Taupo
Blog: Strange Stuff and Funky Things
Billet original: http://ssaft.com/Blog/dotclear/index.php?post/2009/04/23/%5BLe-mercredi-on-converge%5D-L-attaque-des-moules-parasites!
Enregistrement: Nico
Diffusion originale: Podcast Science #101, 20 septembre 2012
Ce parasite à été l’objet d’un #FFPM visible sur nicotupe.fr et strip science. Les #FFPM (Freaky Friday Parasite Meme) sont un concept sorti des cerveaux fous et de la collaboration improbable de notre Nico national et de notre ami Taupo (blog SSAFT). A suivre tous les vendredis sur twitter (hashtag #FFPM) et à répandre comme un virus. C’est pas tous les jours qu’on a l’occasion de répandre des mèmes, profitez-en!
Émission exceptionnelle avec trois invités :
- Marie Canard : en charge de l’unité de biologie du Palais de la Découverte
- Robin Jamet : 7 ans à l’unité de mathématiques du Palais de la Découverte, en charge de la rubrique de mathématiques de science et vie junior et lauréat 2012 du prix d’Alembert.
- Pierre Audin : 19 ans au sein de l’unité de mathématiques et co-fondateur de MATh.en.JEANS
Le fameux cube troué… Combien pensez-vous qu’il y ait de trous?
Le dossier de la semaine
Le dossier très digeste de Hélène sur les cellules souches et tout ce qu’elles nous permettent de faire.
Cette semaine, Hélène fait l’état des lieux sur la technologie des cellules souches et ses nombreuses applications prometteuses.
Une petite vidéo en prime sur les premiers stades de l’embryogénèse !
Les quotes de la semaine
“If human embryonic stem cell research does not make you at least a bit uncomfortable, you have not thought about it enough.”
[Si la recherche sur les cellules souches embryonnaires ne vous dérange pas au moins un peu, c’est que vous n'y avez pas assez réfléchi]. James Thomson, le premier a avoir isolé et cultivé des cellules souches embryonnaires humaines.
“Il vaut mieux renoncer à chercher la vérité que de le tenter sans méthode.”
Souvent présentées comme l’avenir de la médecine, les cellules souches sont déjà au cœur de certaines thérapies. Si elles sont sources d’espoir pour bon nombre de personnes, l’utilisation d’embryons surnuméraires humains pose des questions éthiques. Pour pouvoir répondre à ces questions, il est important de bien comprendre ce que sont les cellules souches, quels sont leurs pouvoirs et leurs limites.
Mais avant d’entrer dans le cœur du sujet, je vais faire un tour rapide autour de la biologie de la cellule. Je ne parlerai ici que des cellules des êtres pluricellulaires et plus particulièrement des animaux. Bien qu’ayant chacune un rôle bien défini, presque toutes les cellules d’un être vivant contiennent une copie intégrale du génome de cet individu dans leur noyau.
Quelques bases de biologie cellulaire
La division cellulaire
La division cellulaire se passe en deux grandes phases : l’interphase et la mitose. Durant l’interphase, la cellule croît et se prépare à la division qui a lieu durant la mitose. L’interphase est elle-même découpée en plusieurs périodes :
- La première appelée G1 est le moment où la cellule croît et fonctionne selon sa « programmation » (synthèse de protéines, communication avec les cellules environnantes…)
- La deuxième est la phase S; c’est au cours de celle-ci que l’ADN est dupliqué. C’est à ce moment-là que les chromosomes prennent la forme de X dans laquelle on les représente régulièrement. Ils sont en fait composés de 2 chromatides reliées entre elles par le centromère.
- La troisième et dernière phase est la phase G2: la cellule se prépare à se diviser en finissant de croître.
Durant les phases G1 et G2, il existe des points de non-retour enclenchant le passage à la phase suivante. Il existe également une phase de repos G0. C’est la seule phase durant laquelle la cellule remplit ses fonctions au sein de l’organisme. La plupart de nos cellules sont donc en phase G0.
La régulation du cycle cellulaire est fine et dépendante de nombreux facteurs dont la présence suffisante de nutriments, l’absence de poisons et la présence de facteurs de croissance. Les cellules ont également besoin d’un point d’ancrage. Cela empêche une croissance trop importante de leur nombre.
La mitose est plus courte mais également divisée en 4 phase (prophase, métaphase, anaphase, télophase) durant lesquelles les chromatides s’alignent, se séparent et intègrent un nouveau noyau. De cette façon, chaque cellule fille obtient une copie du génome de l’individu.
Durant la mitose, l’ADN est compacté au maximum, c’est d’ailleurs le seul moment où l’on peut observer les chromosomes. L’ADN est enroulé autour de protéines histones puis enroulé sur lui-même plusieurs fois. A ce niveau de compression, aucun gène n’est exprimé.
Les différents types de cellules (formes, fonctions)
Il existe une grande variété de types de cellules qui diffèrent dans leurs formes et leurs fonctions. Ainsi les neurones présentent des ramifications (axones) qui peuvent être très longues (quasiment la taille de l’individu pour les cellules des nerfs des pieds), tandis que les cellules adipeuses sont rondes et composées en grande partie d’une gouttelette de graisse. La forme d’une cellule est dépendante de sa fonction.
Selon sa fonction, chaque cellule exprimera les gènes nécessaires à son fonctionnement et à sa fonction : protéines liées à la production d’énergie, protéines permettant la production d’hormones pour les cellules endocrines, production de neurotransmetteurs par les neurones…
Les différents types de cellules sont plus ou moins capables de se diviser. Ainsi les cellules épithéliales (de la peau, de la paroi intestinale) se divisent fréquemment. Les cellules hépatiques sont capables de se diviser mais ne le font qu’en cas de nécessité, en particulier de lésion. Les cellules les plus spécialisées telles que les neurones, les fibres musculaires sont incapable de se diviser.
Au niveau du noyau, la différenciation implique une condensation des zones de l’ADN inutiles à la cellule et une décondensation des zones nécessaires à son bon fonctionnement. On observe également chez les vertébrés, une forte méthylation de zone de l’ADN (ajout d’un groupement CH3) pour inactiver les gènes.
La mort cellulaire et les télomères
Contrairement aux bactéries, les eucaryotes ont des chromosomes non-circulaires. À leurs extrémités, on trouve les télomères. Il s’agit de zones hautement répétitives dont l’un des brins est plus long que l’autre et se replie sur lui-même. Cela indique la fin normale du chromosome et évite à la cellule de vouloir réparer l’ADN en le collant à un autre chromosome. Les télomères renforcent également l’extrémité de la molécule d’ADN empêchant les deux brins de se détacher.
Mais, l’ADN polymérase (l’enzyme dupliquant l’ADN) est incapable de copier l’ADN jusqu’au bout. Ainsi à chaque mitose, les télomères se raccourcissent. Cependant, il existe une enzyme qui permet de synthétiser de l’ADN télomérique : la télomérase. Cette enzyme est présente et active dans les cellules germinales et les cellules cancéreuses. Sa faible activité dans les autres cellules les limite à une quarantaine de divisions. Une cellule sans télomère n’est pas viable et se suicide.
En effet, les cellules peuvent se suicider. Cette capacité est importante chez un être multicellulaire car cela permet une régulation de la population de cellules et une destruction des cellules « défectueuses ». Cette mort programmée ou apoptose se met en place lors d’atteintes graves du génome ou lors de la réception d’un message externe à la cellule. Lors de l’apoptose, la cellule se désagrège après avoir coupé son ADN en morceaux. Elle attire à elle les phagocytes qui absorberont ses restes.
Les cellules cancéreuses
Les seules cellules qui ne peuvent pas entrer en apoptose sont les cellules cancéreuses. Lorsqu’on étudie leur génome, on observe de très fortes modifications génétiques (mutations, translocations – déplacement d’un fragment de chromosomes sur un autre) qui vont inactiver les systèmes de réparation de l’ADN et activer les systèmes de prolifération cellulaire. Les cellules cancéreuses vont alors se diviser rapidement et envahir le corps du malade, empêchant les organes vitaux de fonctionner. Cela entraîne la mort de la personne. Tant qu’elles ont des nutriments, les cellules cancéreuses sont immortelles: elles se divisent à l’infini. Caractéristique qu’elles ont en commun avec les cellules souches.
Les cellules souches
Les différentes cellules souches
Une cellule souche est une cellule capable de se diviser à l’identique et de se différencier en plusieurs types de cellules. Il existe plusieurs types de cellules souches qui ne peuvent pas (ou plus) se différencier en certains types cellulaires.
- Les cellules souches totipotentes : de toti « tout » et poti « pouvoir ». Il s’agit des cellules permettant le développement d’un individu complet (embryon et annexes embryonnaires – placenta, cordon ombilical). Il s’agit chez l’homme de la cellule-œuf jusqu’au stade morula (2 à 8 cellules). C’est uniquement à ce stade que sont possibles le clonage reproductif (cas des vrai jumeaux) ou l’absorption d’embryon (c’est ce qu’on a vu avec les singes chimères dans l’actualité scientifique de la semaine dernière).
- Les cellules souches pluripotentes : ce sont toujours des cellules embryonnaires mais elles ne peuvent pas créer les annexes embryonnaires et donc un individu complet in-vivo. Elles proviennent de la masse cellulaire interne du blastocyste (40 cellules max.)
- Les cellules souches multipotentes : on les trouve chez l’embryon et chez l’adulte. Ces cellules ont commencé à se différencier, elles ne peuvent donner que certains types de cellules. Ce sont des cellules déterminées. Par exemple, les cellules hématopoïétiques donnent les globules rouges, les plaquettes, les lymphocytes et les macrophages. On retrouve ces cellules dans la moelle [update]
épinièreosseuse[/update] et dans le sang de cordon. - Les cellules souches unipotentes : Elles ne donnent qu’un seul type de cellule mais elles s’auto-renouvellent. C’est le cas des cellules épithéliales (peau, intestins), du foie ou des testicules. Elles permettent en particulier une régénération lors d’une lésion. A l’opposé, le cœur ou le pancréas ne referment pas de cellules souches. Il leur est impossible de se régénérer.
- Les cellules souches induites (iPES) : Ce sont des cellules souches pluripotentes obtenues à partir de cellules différenciées. Cette dédifférenciation se fait par l’injection de 4 gènes via un vecteur viral. La technique a été mise en place par le Pr Shinya Yamanaka en 2007. Avec 2 gènes de plus, Jean-Marc Lemaitre et son équipe ont réussi en novembre dernier à rajeunir une cellule sénescente de la peau à revenir des cellules souches pluripotentes. L’intérêt de cette technique est d’obtenir des cellules souches équivalentes à des cellules souches embryonnaires sans détruire un embryon et ayant le même génome que le patient.
Possibilité de recherche et thérapeutique et les problèmes
L’intérêt thérapeutique principal des cellules souches est de créer des organes ou des tissus à partir d’une cellule. Ces organes pourraient alors être transplantés chez un patient sans avoir recours à un donneur d’organes. Ce genre de régénération est déjà à la base de culture de peau dans le cas des grands brûlés ou la greffe de moelle osseuse dans des cas de maladie du sang. Dans le premier cas, des cellules de la peau du patient sont mises en culture pour favoriser leurs divisions et ainsi créer plus rapidement des tissus pour aider la cicatrisation. Pour la greffe de moelle osseuse, l’idée est d’implanter des cellules hématopoïétiques saines qui permettraient la production de cellules sanguines saines par l’organisme du malade. De plus, dans le cas des cellules souches induites, les organes ainsi obtenus seraient totalement compatibles et cela éviterait le rejet de la greffe.
Il serait également possible de faire de la toxicologie prédictive. L’idée est de tester la toxicité des certaines molécules sur des lignées cellulaires in vitro mais également l’efficacité et l’innocuité des molécules thérapeutiques. L’idée est d’ainsi limiter les tests sur les animaux.
Les cellules souches embryonnaires permettent de mieux connaître le développement humain, en particulier le développement de certaines maladies génétiques, et de trouver des molécules capables de restaurer un développement normal. De plus en comprenant mieux les mécanismes liés au renouvellement des cellules souches, les chercheurs pourraient mieux comprendre les mécanismes moléculaires à l’origine des tumeurs.
Mais récemment les espoirs thérapeutiques des cellules souches ont été mis à mal. Tout d’abord par trois articles publiés en mars dernier dans Nature regroupés sous le titre de “Cellules souches : la face sombre”. Les cellules souches induites pourraient induire des cancers. En effet, la reprogrammation cellulaire induirait un risque plus élevé que la normale de créer des cellules cancéreuses. Cette technique entraineraît des anomalies génétiques multiples. L’intérêt thérapeutique de ces cellules se retrouve ainsi réduit.
Une mauvaise nouvelle n’arrivant jamais seule, le 14 novembre 2011, le laboratoire Geron annonçait l’arrêt de ses essais cliniques sur l’utilisation de cellules souches embryonnaires pour soigner des personnes ayant eu un traumatisme au niveau de la moelle épinière. Si les raisons évoquées sont de l’ordre financier, certains penchent pour un manque de résultats.
Cela démontre que la thérapie cellulaire n’est pas pour tout de suite et qu’on connaît encore mal tous les processus de régulation de la prolifération et de la différenciation cellulaire. Si théoriquement ces cellules peuvent guérir de nombreuses maladies et traumatismes, leur usage est encore réduit à quelques types de traitements.
Restent de nombreuses questions éthiques importantes liées à l’utilisation de cellules souches en particulier embryonnaires. C’est pour cela qu’il est important d’évaluer les potentiels et les risques de ces recherches et de ces thérapies. D’autant plus que les cadres de ces recherches ne sont pas uniquement fixés par les financements mais également par les lois telles que la loi bioéthique régulièrement révisée. Il est important que ces questions soient débattues par la société pour éviter une impression de savants fous.
Sources :
Pour les bases :
- Campbell, 1995. Biologie Ed DeBoek Université
- Weil, 2001. Biochimie générale 9e édition Ed Dunod
Sur les cellules souches :
- Dossier sur le site généthique. Créé par la Fondation Jérôme Lejeune sous la direction de Jean-Marie Le Méné, président de la Fondation Jérôme Lejeune, avec le concours de nombreux généticiens, médecins, biologistes, philosophes, juristes et groupes de travail universitaires.
- Dossier de l’Inserm
- Dossier Futura-science par Axel Kahn
Et en anglais :
- Site dédié aux cellules souches du ministère de la santé américain
- Site de la société internationale de recherche sur les cellules souches
L’évolution en 10 minutes
La sélection artificielle
Nous savons tous que lorsqu’un éleveur doit envoyer certaines de ses bêtes à l’abattoir, il garde les meilleures pour la reproduction. Les chevaux de course les plus rapides vont au harras, les autres finissent à l’équarrissage. Idem pour les graines des fruits et légumes : on garde les meilleures pour la récolte suivante. Cette méthode d’optimisation des plantes et des animaux d’élevage fait partie de la culture collective et s’appelle la « sélection artificielle ». Les hommes le font depuis des milliers d’années.La sélection naturelle
Mais quand un lion pourchasse une harde de gazelles, et s’empare de la moins rapide, c’est exactement le même phénomène qui se produit. En mangeant la gazelle la plus lente, le lion a très légèrement augmenté la vitesse moyenne du reste du troupeau. Seules les gazelles les plus rapides vont réussir à vivre assez longtemps pour se reproduire. Comme le cheval de course qui ne finit pas à l’abattoir. Sauf que dans ce cas, comme il n’y a pas d’humain impliqué, cela s’appelle la « sélection naturelle », mais les mécanismes, finalement, ont beaucoup en commun.
De la même manière, les lions les plus lents ne mangent pas beaucoup et sont donc plus faibles et ne gagnent pas les combats pour les femelles, et donc ne se reproduisent pas beaucoup. La vitesse du lion est donc corrélée à celle de la gazelle. Et la même tendance inexorable affecte toutes les choses qui vivent, plantes et animaux, bactéries, baleines, chacune à sa manière. L’avantage favorisé par la sélection naturelle ne réside pas toujours dans la vitesse : il peut s’agir de camouflage, de vision nocturne, de cornes ou de défenses, de la taille, de l’intelligence…Ce processus n’est pas aléatoire !
Il permet aux individus qui survivent de se reproduire, alors que les individus moins adaptés produisent moins ou peu ou pas de descendants. Génération après génération, les lignées les moins bien adaptées diminuent, voire disparaissent, tandis que les mieux adaptées deviennent la majorité.Des niches pour limiter la concurrence
Les plantes et les animaux se portent également mieux là où ils ne se trouvent pas en concurrence directe avec d’autres représentants de leur espèce ou d’espèces similaires. Ce phénomène fait que petit à petit, chaque espèce trouve sa « niche » dans son écosystème, soit un espace de vie qui lui est propre. C’est pour cela qu’on ne trouve pas de lions dans les zones des tigres et vice-versa, ils seraient en concurrence directe pour les mêmes ressources alimentaires. Dans ces cas-là, un des deux groupes finit fatalement par disparaître, changer son régime ou s’en aller. On ne voit jamais deux espèces concurrentes partager la même niche pour bien longtemps.
Ces niches changent avec le temps, avec les changements climatiques, les plantes, animaux, oiseaux et insectes varient, les jungles et les déserts gagnent du terrain, se déplacent ou se retirent, le niveau des mers monte et redescend, des montagnes s’élèvent et s’érodent… Milliers d’années après milliers d’années, les créatures sont séparées les unes des autres et se retrouvent complètement changées. Des espèces au départ complètement identiques, longtemps séparées, peuvent être si différentes après plusieurs générations qu’elles ne peuvent plus se croiser. C’est ainsi que les nouvelles espèces se forment ! C’est ça, l’évolution, et c’est un fait observé.Micro-évolution versus macro-évolution
Certains détracteurs de l’évolution affirment que ce mécanisme ne décrit que la « micro-évolution ». La « macro-évolution » qui fait carrément émerger de nouvelles espèces n’aurait jamais été observée. C’est comme admettre que 1+1 font deux mais que comme personne n’a jamais compté jusqu’à 1 million, ce n’est pas possible de le faire en partant de 1. Ou « je peux marcher jusqu’à la supérette du coin, mais je ne peux pas marcher d’un bout à l’autre du pays » La réponse est la même dans tous les cas : tout ce qu’il faut, c’est du temps !L’échelle de temps
Nous savons que l’âge de la Terre est de 4.55 milliards d’années, cela est basé sur une quantité inouie d’indicateurs concordants tous rigoureusement vérifiés. On le sait depuis depuis 1956. Mais qu’est-ce que cet âge signifie vraiment ? Au lieu de parler de temps, parlons un peu distances…
Admettons que 1 mètre égale 1 million d’années. 1 millimètre vaut 1000 ans. A cette échelle, une vie humaine a à peu près l’épaisseur d’un cheveu (environ 50 micromètres, soit 50 ans en moyenne).
Imaginez maintenant que vous teniez une règle d’un mètre entre les mains. Donc un million d’années. Sur cette échelle, les technologies modernes (comme l’électricité, la radio, la télévision, les ordinateurs, l’avion, la voiture) ont été développées sur une longueur de 2-3 cheveux. On était au Moyen-Âge il y a 20 cheveux. Les religions abrahamiques ont débuté il y a à peu près 2 millimètres. Les 4 millimètres suivants couvrent à peu près toutes les civilisations et leur déclins respectifs… Après, c’est déjà l’âge de pierre…
L’espèce humaine moderne a émergé il y a juste 10 centimètres dans le passé. Mais l’usage du feu est venu beaucoup plus tôt, quelque part entre 50 centimètres et 1.5 mètre. Notre règle d’un mètre ne suffit plus… Les dinosaures se sont éteints il y a 65 mètres. Ils étaient là depuis 250 mètres. La vie sur Terre a commencé plus de 10 fois plus loin que cela, environ 2.5 – 3.5 kilomètres. La Terre elle-même formée à 4.5 km à peu près. Et le Big Bang à 13.7 kilomètres… Vous vous souvenez toujours qu’une vie humaine, c’est un cheveu d’épaisseur, à cette échelle-là ?
Comment peut-on dire que l’évolution n’a pas eu le temps de créer la vie telle qu’on la connaît aujourd’hui ?L’évolution en action
On ne trouve pas l’évolution que dans les fossiles. L’évolution au sein de populations d’organismes vivants se passe encore aujourd’hui, c’est désormais un phénomène observé. On a vu observé l’émergence de nouvelles espèces en laboratoire.
Une étude sur le poisson cichlidé du parc national du Malawi promet même de nous fournir un exemple de spéciation documentée, dans des conditions naturelles, accompagnée d’un journal des modifications génétiques. (Diverses études en fait, voir http://scholar.google.com/scholar?hl=en&q=cichlid&as_sdt=0%2C5&as_ylo=2009&as_vis=1 )
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