La mémoire cellulaire.

Mystères humains

LA MEMOIRE DE L'ADN

Les traumatismes de l’enfance ont un effet permanent sur les gènes et le cerveau

Une étude confirme les effets des traumatismes précoces dans le cerveau des suicidés   Des chercheurs de l’Université McGill et de l'Institut Douglas ont découvert que les traumatismes de l’enfance pouvaient altérer l’ADN et influencer le fonctionnement des gènes. Ces résultats confirment les observations effectuées sur des rats, selon lesquelles les soins maternels jouent un rôle significatif sur les gènes qui contrôlent la réponse au stress. 

Les chercheurs ont étudié un échantillon de 36 cerveaux, dont 12 de suicidés ayant été victimes de mauvais traitements, 12 de suicidés n’ayant pas été victimes de mauvais traitements et 12 témoins. Ils ont découvert différentes marques épigénétiques dans les cerveaux des sujets qui avaient subi des sévices. Ces marques agissent sur le fonctionnement de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HHS), qui module la réponse au stress et peut augmenter le risque de suicide. Cette recherche prend appui sur les résultats d’une étude publiés en mai dernier ayant montré que les mauvais traitements subis pendant l’enfance laissent des marques épigénétiques sur l’ADN.  

 Cependant, dans la première étude de ce genre, Moshe Szyf, professeur au Département de pharmacologie et thérapeutique, Gustavo Turecki, du Département de psychiatrie, qui pratique à l’Hôpital Douglas, Michael Meaney, professeur aux Départements de psychiatrie et de neurologie et neurochirurgie, également rattaché à l’Hôpital Douglas, ainsi que Patrick McGowan, chercheur postdoctoral à McGill, ont poursuivi leurs travaux reconnus mondialement sur l’épigénétique pour préciser l’influence des mauvais traitements parentaux sur l’ADN des cerveaux d’hommes québécois morts par suicide. Les résultats de cette étude entièrement réalisée à McGill devraient être publiés dans le numéro du 22 février de Nature Neuroscience . « L’expérience clinique nous a appris qu’une enfance difficile peut avoir des conséquences sur le cours de la vie», souligne de docteur Turecki.  

« Aujourd’hui, nous commençons à comprendre les conséquences biologiques des sévices psychologiques», ajoute le professeur Szyf. « Contrairement à ce que nous pensions, le fonctionnement de l’ADN n’est pas figé», précise de docteur Meaney. « Les interactions entre l’environnement et l’ADN jouent un rôle crucial dans la capacité de résistance au stress, d’où le risque de suicide. Les marques épigénétiques sont précisément le fruit de ces interactions». L’épigénétique est l’étude des changements dans la fonction des gènes qui n’entraînent pas de modifications dans les séquences de l’ADN.

 L’ADN est transmis par les parents; il reste le même toute la vie et il est identique dans chacune des parties du corps. Pendant la grossesse, toutefois, les gènes de notre ADN sont marqués par un «revêtement chimique », au cours d’un processus appelé méthylation.

 Ces marques sont sensibles à l’environnement, particulièrement au tout début de la vie. Les marques épigénétiques ponctuent l’ADN et le programment pour qu’il exprime le bon gène au bon moment et au bon endroit. Les chercheurs ont découvert que les soins maternels agissent sur le fonctionnement de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HHS) chez le rat, par la programmation épigénétique de certains récepteurs dans le cerveau.

Chez l’enfant humain, les mauvais traitements altèrent les réponses au stress modulées par l’axe HHS et augmentent le risque de suicide.  

Dans des études antérieures effectuées sur des rats de laboratoire, le groupe a démontré que des comportements maternels simples pendant la petite enfance (comme le fait de lécher ses petits) ont un effet important sur les gènes et le comportement, et que cet effet est permanent.

Toutefois, ces effets sur l’expression des gènes et les réactions au stress peuvent être inversés chez l’adulte à l’aide de traitements connus pour influencer le marquage épigénétique (ou méthylation de l’ADN).  

Les échantillons de cerveaux utilisés dans le cadre de la dernière étude provenaient de la Banque de cerveaux des suicides du Québec, qui est administrée par le docteur Turecki de l’Institut universitaire en santé mentale de l’Hôpital Douglas. Grâce à l’appui du Bureau du coroner du Québec, le Groupe McGill d’études sur le suicide (GMES) a fondé la Banque de cerveaux des suicides du Québec (BCSQ) à l’Institut universitaire en santé mentale de l’Hôpital Douglas, pour promouvoir les études sur le suicide.

La recherche effectuée sur les tissus du cerveau peut contribuer au développement de programmes d’intervention et de prévention pour aider les personnes qui souffrent de détresse psychologique et sont susceptibles de se suicider.  

L'étude a été financée par les Instituts de recherche en santé du Canada et le National Institute of Child Health and Development (États-Unis).

(source : francais.mcgill)

Et les greffes d'organes ? 

Claire Sylvia 47 ans souffre depuis 7 ans d'une maladie rare appelée 'hypertension pulmonaire primaire' qui laisse son coeur en très mauvais état et ses poumons aussi fins qu'une feuille de papier. Son seul espoir réside dans une immédiate double greffe du coeur et des poumons.  

Nous sommes en avril 1988. Claire est allongée sur une table d'opération de l'hôpital américain de Yale-New-Haven dans la région de la Nouvelle-Angleterre. Les chirurgiens lui ouvrent le thorax pour lui enlever son coeur et ses poumons défectueux et les remplacer par les organes sains d'un jeune homme de 18 ans qui vient de se tuer en moto. L'opération est un succès.

Quand Claire émerge de son sommeil quelques heures plus tard elle a le sentiment que son nouveau coeur bat plus profondément et à un rythme différent. Elle en parle à l'infirmière qui lui répond en souriant : 'C'est un effet de votre imagination mais rien n'a changé'. Et pourtant, elle se sent différente sans toutefois oser en parler au chirurgien. A sa sortie de l'hôpital à un journaliste qui lui demande ce dont elle a le plus envie maintenant, Claire lui répond : 'Je meurs d'envie de boire une bière'... elle n'a jamais aimé la bière !!! Un peu plus tard elle réalise qu'elle a un nouveau penchant pour les poivrons verts, le beurre de cacahuètes et le chocolat. Elle est aussi irrésistiblement entraînée vers les fast-food pour assouvir une envie inconnue de beignets de poulet. Ses goûts ont changé ! Plus étonnant encore, au cours d'une soirée chez des amis, elle est curieusement attirée par une Hollandaise aux cheveux blonds et au penchant homo alors qu'elle est hétérosexuelle inconditionnelle.

6 mois ont passé depuis l'opération et des incidents similaires se produisent au quotidien. Claire se demande si elle n'a pas reçu en plus du coeur et des poumons du jeune homme son esprit et certains aspects de sa personnalité ? Quelques nuits plus tard, Claire fait un rêve qui semble confirmer ses soupçons. Dans ce rêve, elle embrasse un jeune homme du nom de Tim. Claire s'éveilla de ce rêve avec un sentiment de pur bonheur comme si on lui avait insufflé une nouvelle vie. 'J'avais l'impression d'avoir enfin intégré mon nouveau cœur et mes nouveaux poumons. Mais surtout je savais que le jeune homme de mon rêve était mon donneur. J'en avais la conviction'.

Bien que sachant qu'aucun hôpital américain impliqué dans le programme de greffes d'organes ne révèlera le nom d'un donneur, elle décide malgré tout d'appeler Gail Eddy, le coordinateur de programme de greffe à Yale. 'Je suis désolé dit Eddy mais vous ne pouvez pas savoir ça'. SVP Claire, laissez tomber'. C'était sans connaître la détermination de Claire. Dans les semaines qui suivirent d'autres rêves obsédants s'imposèrent à elle et des faits déroutants continuèrent de bouleverser son quotidien. C'est alors que la rencontre fortuite avec un médium lors d'un dîner va hautement l'aider dans sa quête de recherche de son donneur. Dès le lendemain de leur rencontre, le médium appelle Claire pour lui faire savoir qu'il a vu en songe le nom de son donneur dans la rubrique nécrologique d'un journal du Maine !

Il n'en fallait plus pour Claire qui se précipite à la bibliothèque pour feuilleter les journaux du Maine datant de la semaine de sa greffe. Elle y trouve immédiatement la nécrologie d'un jeune homme connu sous le pseudo de Tim Laselle tué dans un accident de moto à l'âge de 18 ans. Convaincue du bien-fondé d'une rencontre avec la famille du donneur, Claire mène son enquête...

Nous sommes en 1991, Claire est au volant de sa voiture, elle se rend dans le Maine pour rencontrer la famille de Tim. Le premier moment de gêne passé, Claire après avoir raconté son histoire en détails se risque à quelques questions et obtient de la part de la famille de Tim une justification pour chaque goût ou sensation inexplicable. Ainsi Tim avait un faible pour la bière, les beignets de poulet et les poivrons. Il aimait les jeunes filles blondes. Il avait aussi un besoin constant de bouger... Claire revenait d'un tour de France à pied pour satisfaire un fort besoin d'action !!!

Les faits : La mémoire cellulaire    

   On aurait une 'mémoire cellulaire' : les cellules contiendraient les traces de notre personnalité, de nos goût et de notre histoire. Si cette théorie est juste, il en découle que lorsque des tissus ou des organes sont transplantés d'un corps à un autre, les traces mémorielles le sont également. Maintenant reste à savoir si le courant scientifique classique peut admettre l'idée que les organes du coeur soient plus qu'exclusivement de la chair et du sang !!! histoiresinsolites

Les cellules souches conservent en mémoire leur ancienne vie

 Par Claire Peltier, Futura-Sciences

Les chercheurs n’ont pas fini d’en apprendre sur les cellules souches : aujourd’hui, des études démontrent leur capacité à garder en mémoire les caractéristiques du type cellulaire duquel elles proviennent. Bien que des études cliniques à base de cellules souches thérapeutiques suivent leur cours et donnent des résultats encourageants, des chercheurs essaient toujours de mieux comprendre leur fonctionnement, avant de jouer les apprentis-sorciers en utilisant ces cellules à des fins médicales.

Ainsi, deux laboratoires ont, en parallèle, cherché à savoir si les cellules souches pluripotentes induites (CSPi) étaient identiques aux cellules souches embryonnaires, ou si elles en différaient. Et ils en sont arrivés à la même conclusion : les CSPi conservent des caractéristiques de leur provenance.

 Leurs résultats sont publiés cette semaine dans les journaux Nature et Nature biotechnology. Les chercheurs du Children's Hospital à Boston ont comparé d’une part des CSPi, préparées à l’aide de facteurs de croissance appropriés, et d’autre part des cellules issues d’un transfert de noyau d’une cellule somatique vers une cellule embryonnaire énucléée (méthode utilisée pour le clonage d’animaux).

Ces deux techniques sont connues pour rendre une pluripotence aux cellules adultes, qui peuvent alors se spécialiser en différents types de cellules. En effet, les deux méthodes effacent les modifications épigénétiques qui s’accumulent sur l’ADN, qui régulent l’expression des gènes et qui confèrent aux cellules leur type cellulaire. Enfin presque : ils ont montré que les CSPi conservent certaines méthylations, typiques du type cellulaire dont elles sont issues. Cela les conduit à être facilement redifférenciées en cellules proches du type cellulaire d’origine, mais rend plus difficile la différenciation dans un type cellulaire plus éloigné. Les CSPi ont donc une mémoire de leur ancienne vie.

  Les cellules issues d’un transfert de noyau sont, elles, plus proches des cellules embryonnaires que les CSPi. Elles conservent moins de modifications épigénétiques. Cela a mené les chercheurs à conclure que les cellules issues d’un transfert de noyau seraient plus aptes à être utilisées comme cellules pluripotentes que les CSPi.

Les chercheurs du Massachusetts General Hospital ont, quant à eux, comparé les CSPi provenant d’un même animal, mais de différents tissus (peau, muscle, cellule immunitaire) : le transcriptome et les modifications épigénétiques diffèrent dans ces lignées cellulaires, malgré un traitement avec des facteurs de croissance identiques. Ces différences sont même plus importantes que celles observées entre des CSPi obtenues à partir d’un même type de tissu, provenant de deux animaux différents. Ces différences ont pourtant tendance à s’effacer avec le temps. Le repiquage des cellules, pratique qui consiste à récupérer une partie des cellules en culture pour les remettre sur un milieu de culture frais, peut être réalisé des dizaines ou des centaines de fois.

 Les chercheurs ont montré qu’au fil des repiquages, les différences s’estompent, et que 16 passages permettaient de lisser complètement les différences épigénétiques des cellules de différentes origines. La mémoire de ces cellules souches semble donc être à la fois un frein et un atout pour leur utilisation, en fonction des besoins. En tout cas, les chercheurs ont, encore une fois, apporté une pierre à l'édifice dans la compréhension de ces alliées thérapeutiques potentielles.

(source : futura-sciences)

Les cellules souches promettent bien des avancées médicales mais les chercheurs peinent à les maîtriser. Un pas important vient d'être franchi par une équipe américaine qui a trouvé un moyen pour obtenir des lignées stables de cellules souches humaines. Depuis le début les années 1990, les recherches se multiplient sur les cellules souches, et avec elles les promesses de nouvelles thérapies. Cependant, les cellules souches ne se laissent pas manipuler facilement, et les avancées ne sont pas toujours au rendez-vous. Des chercheurs du Massachusetts General Hospital Center for Regenerative Medicine (MGH-CRM) et le Harvard Stem Cell Institute ont mis au point une technique qui facilite la manipulation des cellules souches humaines. Il existe deux types de cellules souches : les cellules souches embryonnaires (CSE) provenant des tissus embryonnaires et qui sont donc naturellement pluripotentes, et les cellules souches provenant de cellules adultes déjà différenciées redevenues pluripotentes (CSPi) grâce à leur culture dans un milieu contenant des facteurs de croissance adaptés. D’un point de vue éthique les CSPi posent moins de problèmes puisqu’elles ne dérivent pas d’embryons. Par ailleurs, le traitement d’un patient par des CSPi issues de ses propres cellules ne provoquerait pas la panique de son système immunitaire. Bref, les CSPi humaines obtenues en 2007 sont une belle avancée dans le domaine. Vers la création de lignées stables Pourtant elles n’en restent pas moins difficilement manipulables. En effet, alors que les cellules souches de souris se prêtent bien aux exigences de la recherche grâce à leur multiplication rapide, à leur capacité à former des tissus en trois dimensions et au fait qu’on puisse aisément modifier ou insérer un gène afin de l’étudier, les cellules humaines sont beaucoup plus réticentes. Afin de parvenir à une meilleure prise en main des CSPi humaines, les chercheurs ont cherché une parade et pensent l'avoir trouvée. Leur méthode consiste à forcer l'expression de cinq gènes (Oct4, Sox2, Klf4, cMyc, et Nanog), ce qui rend les cellules souches sensibles au facteur de croissance LIF (leukemia inhibitory factor) utilisé dans la culture des CSE murines. Ainsi, l’association des 5 gènes et du LIF rend les cellules morphologiquement, biologiquement et fonctionnellement comparables aux cellules souches de souris. Ces cellules reprogrammées nommées CSPi hLR5 peuvent alors être facilement génétiquement modifiées pour créer des lignées de cellules souches stables faciles à étudier. Niels Geijsen, professeur assistant au Harvard Medical School et responsable de ces travaux est confiant pour l’avenir des cellules souches : ces lignées cellulaires seront un outil précieux pour la « recherche future, le développement de médicaments et peut-être un jour pour les thérapies géniques basées sur les cellules souches ».

(source : futura-sciences)

L'Odyssée de la mémoire 

 Comment avons-nous appris à nous souvenir ? Comment avons-nous développé la maîtrise des gestes simples, marcher, tenir une fourchette, enfiler une veste ? Nous l'ignorons, nous l'avons oublié. Certaines maladies sabotent les plus anciennes de nos acquisitions. Pourtant, les personnes souffrant de telles pertes usent de ressources insoupçonnées pour garder l'unité de leur « soi ». Le pari de l'auteur est de considérer la mémoire non pas comme quelque chose d'inné et de naturel mais comme un acquis, une conquête, le produit d'une « technologie » dont les modèles se transforment au cours de l'histoire. Des arts de la mémoire, cultivés jusqu'à la fin du XVIIIe siècle, aux recherches actuelles sur l'intelligence artificielle et la génétique, en passant par les thérapies psychiques qui cherchent à débusquer les « secrets pathogènes », nous avons toujours envisagé la questiaon de la mémoire en la comparant à la technologie la plus en vogue : tablettes d'argile, peinture, bibliothèque, télégraphe, téléphone, ordinateur... Pour l'auteur, ces comparaisons ne sont pas sans effets. Elles révèlent ce qui est en jeu dans le choix des valeurs et de la destinée humaine. Les mystiques célébraient autrefois la Passion du Christ dans leurs propres chairs, se faisant mémoire et parchemins vivants sous le poinçon des stigmates. Aujourd'hui nous concevons l'homme comme une machine intelligente, nous fabriquons ses prothèses cognitives et préparons pour demain les modules implantables de mémoires artificielles que son cortex accueillera. Dans ce voyage vertigineux à travers l'exploration de modèles éphémères, nous assistons à des « crimes psychiques ». Ceux qui résistent en pratiquant les anciens arts de la mémoire sont détruits. Maintenant que nous avons découvert la mémoire millénaire inscrite dans l'ADN, nous cherchons, non sans dangers, à la modifier.

(source : editionsladecouverte) 

Nos mémoires, notre vécu et nos schémas répétitifs sont inscrits au plus intime de notre corps, dans nos cellules qui les “expriment” dans leur langage moléculaire : les protéines. Le protéome est le complément protéique du génome. Il est constitué de l’ensemble des protéines exprimées par le génome d’une cellule, d’un tissu ou d’un organe donné dans des conditions données. Il représente la mémoire biologique de notre humaine condition. *D’après une communication du Dr Jean-François Bizot effectuée dans le cadre de la World Anti-Aging 

Ce protéome, spécifique pour chacun, indique ce que le mal dit et les maladies potentielles codées par nos conflits biologiques. Selon l’environnement dans lequel il se trouve, seule une partie du génome est exprimée. Le génome propose, l’environnement dispose. Le génome est constant aux mutations somatiques près, dans toutes les cellules de l’organisme, alors que le protéome varie d’un type cellulaire à l’autre et selon la situation physiologique et le développement dans laquelle se trouve chaque cellule. Les gènes, eux, peuvent avoir une expression génétique spécifique différenciée dans le temps. Elle peut être caractéristique d’un état donné, normal ou pathologique ou, encore, répondre à un stimulus particulier.  

 La mémoire biologique de notre humaine condition Les protéines qui constituent le protéome sont des ambassadrices, des sentinelles, des messagères. Elles témoignent de notre patrimoine génétique mais également de nos acquis. Chaque fois que nos cellules souffrent, soumises à des stress physiques et/ou psychiques, elles envoient des messages de souffrance à travers notre organisme par le biais de la synthèse protidique vers d’autres cellules aptes à réagir à la situation. Cette transmission inter-cellulaire peut être immédiate, (c’est la maladie), ou différée. Notre protéome est donc la mémoire biologique de notre humaine condition. Si, à la suite d’un changement alimentaire, d’un nouveau trouble physique ou psychique, d’une maladie récurrente, l’information peut être restituée, alors la maladie se déclenchera. Les mémoires biologiques devraient être décodées pour trouver les traces d’agressions passées susceptibles de faire le lit de nouveaux troubles de la santé ou rechercher les indices d’une maladie présente ou en préparation. Les protéomes sont comme des machines dynamiques dont les dysfonctions révèlent les maladies. En fait, ce sont nos boites noires.   

L’étude des protéines La protéomique permet d’étudier les protéines. Focalisée sur le produit final de l’expression de leurs gènes, elle intègre tous les mécanismes de régulation de la cellule. En d’autres termes, c’est l’étude qualitative et quantitative du protéome. Après avoir déchiffré le génome, il reste à déterminer le rôle de chaque gène et à comprendre quelle(s) protéine(s) il code. Si la post-génomique est la vision globale de la fonction des gènes, la protéomique, elle, aborde une vision quasi-complète de l’activité génétique dans une cellule. Son intérêt serait de pouvoir analyser toutes les protéines d’une cellule tout comme la génomique devrait trouver tous les gènes dans un génome.  

Des protéines sériques serviront dans l’avenir de marqueurs biologiques pour le diagnostic nosologique, le développement de médicaments et à la médecine prédictive pour avoir une vision dynamique des patients. La protéine, véritable ouvrier moléculaire de la cellule, est beaucoup plus proche de la réalité physiologique que ne l’est l’ADN. Des pathologies comme le cancer ou des déséquilibres immunitaires bénéficieront directement de cette révolution biotechnologique du 21ème siècle : la protéomique.   

Les traitements préventifs et curatifs pourront être adaptés par systèmes experts à chaque individu.  Le protéome sérique peut révéler de nombreuses pathologies. Il permet d’étudier les couples structure/fonction des protéines et révèle un système indispensable au diagnostic comme à la prévention. Il faut donc mettre en évidence des modèles protéomiques dans le sérum.

Techniques utilisées en protéomique Dans le cadre du projet de l’organisation du protéome humain HUPO qui vise à l’identification des fonctions des protéines, l’analyse protéomique cartographique repose sur l’association de l’électrophorèse bi-dimentionnelle, de l’analyse d’image et de la spectrographie de masse. L’analyse permet d’identifier des protéines dont l’expression varie en relation avec des modifications de l’environnement cellulaire ou au cours de processus physiopathologiques. Cette identification permet de dresser un répertoire qualitatif et quantitatif des protéines touchées, c’est la protéomique descriptive. Les nombreuses informations contenues dans les banques de données de bio-informatique permettront de rechercher plus précisément les circuits métaboliques de grandes fonctions dans lesquelles des variantes d’expressions sont appliquées. C’est la protéomique fonctionnelle.

 L’accès au haut débit de la protéomique fonctionnelle existe. La bio-mathématique appliquée aux paramètres composites des protéines sériques pour orienter le diagnostic des maladies a été proposée en France il y a plus de vingt ans. La mise en évidence des modèles protéomiques dans le sérum avec la capacité de haut débit, de reproductibilité et d’automatisation s’inscrit dans une perspective de post génomique à grande échelle. Le décryptage médical de nos boites noires permettra d’accéder à une réelle médecine préventive dans la mesure où nous ne sommes plus forcément dans le lésionnelle.

(source : nutranews)  

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La conscience

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