Un nouveau gène impliqué dans l’hypertension artérielle

COMMUNIQUÉ | 19 FÉVR. 2018 - 10H12 | PAR INSERM (SALLE DE PRESSE)

GÉNÉTIQUE, GÉNOMIQUE ET BIO-INFORMATIQUE



Une équipe de chercheurs dirigée par Maria-Christina Zennaro, directrice de recherche Inserm au sein du Paris Centre de Recherche Cardiovasculaire (Inserm/ Université Paris-Descartes), en collaboration avec des collègues allemands[1], a identifié un nouveau gène impliqué dans l’hypertension artérielle. Cette étude a été publiée dans Nature Genetics.
Ces nouveaux résultats soulignent l’importance du terrain génétique dans la  survenue  des  maladies communes et confortent l’intérêt du déploiement du Plan France Médecine Génomique 2025. L’un de ses objectifs consiste effectivement à permettre l’accès au dépistage génétique, même pour des pathologies communes, pour proposer une médecine individualisée.

L’hypertension artérielle est un facteur de risque cardiovasculaire majeur, qui touche jusqu’à 25% de la population. Dans environ 10% des cas, elle est due au dysfonctionnement de la glande surrénale qui produit en excès l’aldostérone, une hormone qui régule la pression artérielle. On parle alors d’hyperaldostéronisme primaire. Les patients touchés par cette maladie ont une hypertension souvent grave et résistante aux traitements habituels. Ces patients ont aussi plus de risques de développer des accidents cardiovasculaires, notamment des infarctus du myocarde et des AVC.

Afin de mieux comprendre les causes de cette maladie, Maria-Christina Zennaro et Fabio Fernandes-Rosa, chercheurs Inserm à Paris, ont analysé les exomes (la part du génome codant pour les protéines) de patients atteints d’hyperaldostéronisme primaire avant l’âge de 25 ans. Cette approche a permis d’identifier une mutation dans un gène jusqu’à alors inconnu, CLCN2. Ce gène code pour un canal chlorure, dont la présence et les effets dans la glande surrénale étaient alors inconnus.

Une production autonome d’aldostérone
Grâce à leur partenariat avec une équipe allemande dirigée par Thomas Jentsch à Berlin, les chercheurs ont étudié les mécanismes par lesquels cette mutation pouvait induire une production autonome d’aldostérone et déclencher une hypertension artérielle. Ils ont découvert que la mutation entrainait une ouverture permanente du canal chlorure.
Dans un modèle animal, les chercheurs ont montré que ce canal est justement exprimé dans la zone des surrénales produisant l’aldostérone. Par des expériences d’électrophysiologie et de biologie cellulaire, ils ont montré que l’influx de chlorure à travers le canal muté aboutissait à une augmentation des flux de chlorure et une dépolarisation de la membrane cellulaire. Les cellules de cortex surrénalien produisent alors plus d’aldostérone en présence du canal muté et expriment d’avantage les enzymes impliqués dans sa biosynthèse.

Cette découverte révèle un rôle jusqu’alors inconnu d’un canal chlorure dans la production d’aldostérone. Elle ouvre des perspectives tout à fait nouvelles dans la pathogenèse et la prise en charge de l’hypertension artérielle.
[1] Du Leibniz Institute for Molecular Pharmacology (FMP) et Max Delbrück Center for Molecular Medicine (MDC) à Berlin.

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Les mitochondries sont essentielles à la mémoire

COMMUNIQUÉ | 21 NOV. 2016 - 12H10 | PAR INSERM (SALLE DE PRESSE)

NEUROSCIENCES, SCIENCES COGNITIVES, NEUROLOGIE, PSYCHIATRIE


De nombreuses études ont montré que la prise de cannabis peut entrainer des pertes de mémoire à court et à long terme. Ces effets sur la mémoire seraient liés à la présence de récepteurs spécifiques sur plusieurs types cellulaires cérébraux (neurones mais aussi cellules gliales). Des chercheurs de l’Inserm sous la direction de Giovanni Marsicano (NeuroCentre Magendie, U1215) montrent que ces effets sur la mémoire sont liés à la présence de ces mêmes récepteurs sur les mitochondries, la centrale énergétique des cellules. C’est la première fois que l’implication directe des mitochondries dans les fonctions supérieures du cerveau, comme l’apprentissage et la mémoire, est montrée. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature.
 
Les mitochondries sont les centrales énergétiques des cellules animales. Elles sont présentes à l’intérieur des cellules pour produire l’énergie (sous forme d’ATP) nécessaire à tous les processus biochimiques. Pour ce faire, elles utilisent l’oxygène pour transformer les nutriments en ATP. Ces fonctions sont évidemment nécessaires à la survie de l’ensemble des cellules du corps, mais dans le cerveau l’impact des mitochondries va au de-là de la simple survie cellulaire. Si le cerveau ne représente que 2% du poids du corps, il consomme en effet, jusqu’à 25% de son énergie. Par conséquent, l’équilibre énergétique du cerveau est quelque chose de très important pour ses fonctions et, donc très régulé. On sait parfaitement que des altérations chroniques des fonctions mitochondriales (par ex. dans les maladies mitochondriales) produisent d’importants symptômes neurologiques et neuropsychiatriques.

Cependant, l’implication fonctionnelle directe des mitochondries dans les fonctions supérieures du cerveau, comme l’apprentissage et la mémoire, était jusqu’à présent inconnue.
En d’autres termes, nous servons-nous des mitochondries de notre cerveau quand nous apprenons ou quand nous nous souvenons de quelque chose ?

Cette étude, qui s’appuie sur la découverte du fait que le récepteur cannabinoïde CB1 est aussi présent sur les mitochondries du cerveau (appelées mtCB1) révèle que c’est bien le cas. À l’aide d’outils innovants, les chercheurs de l’Inserm ont montré que le composant actif du cannabis, le THC (delta9-tétrahydrocannabinol), provoque de l’amnésie chez les souris en activant les mtCB1 dans l’hippocampe.
“La diminution de mémoire induite par le cannabis chez la souris exige l’activation de ces récepteurs mtCB1 hippocampiques” explique Giovanni Marsicano. A l’inverse, “leur suppression génétique empêche cet effet induit par la molécule active du cannabis. Nous pensons donc que les mitochondries développent notre mémoire en apportant de l’énergie aux cellules du cerveau”.

Cette étude est importante non seulement parce qu’elle présente un nouveau mécanisme qui sous-tend les effets du cannabis sur la mémoire, mais aussi parce qu’elle révèle que l’activité mitochondriale fait partie intégrante des fonctions du cerveau.

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Le bacille de Koch dévoilé

Par le 10.03.2008 à 18h23, mis à jour le 10.03.2008 à 18h23

Des chercheurs allemands ont réalisé les toutes premières images tridimensionnelles de la double membrane qui entoure la mycobactérie responsable de la tuberculose. Leurs résultats mettent fin à un débat de longue date sur la structure de la membrane externe du bacille et devraient ouvrir de nouvelles possibilités pour le développement de médicaments

Le bacille de Koch

La tuberculose est une maladie infectieuse qui tue chaque année près de deux millions de personnes dans le monde tandis que neuf millions de nouveaux cas apparaissent. Depuis une vingtaine d’année cette maladie connaît une recrudescence liée à l’apparition de souches résistantes aux traitements. La recherche de nouveaux médicaments est donc plus que jamais une nécessité car l’apparition de souches ultrarésistantes, quasiment inguérissable, compromet fortement les efforts de la communauté mondiale pour lutter contre cette pathologie.

C’est le but des scientifiques allemands qui travaillent sur la structure de la membrane du bacille Mycobacterium tuberculosis en espérant découvrir une faille dans les mécanismes de protection du germe. Car c’est une véritable carapace qui entoure le germe de la tuberculose : entouré d’acides mycoliques (de longues chaînes d'acides gras), la bactérie résiste à la déshydratation et aux attaques chimiques en bloquant les antibiotiques. L’organisation de ces acides au sein de la paroi est très mal connue. Les chercheurs pensaient jusqu’à présent que les acides mycoliques formaient une couche continue autour de la cellule ou faisaient partie d'une membrane considérablement épaisse et asymétrique.

En utilisant des méthodes très pointues d’observation, tomographie cryo-électronique, Les scientifiques de l'institut Max Planck de biochimie à Martinsried (Allemagne) ont désormais prouvé que la structure de la paroi cellulaire externe est quelque peu différente. En effet, il s'agit plus d'une double couche lipidique distincte que d'une membrane asymétrique. La tomographie cryo-électronique est une nouvelle technique d’imagerie. Les cellules sont d’abord congelées à -190°c avant d’être photographiées sous tous les angles par un microscope électronique. La réussite des clichés repose sur la célérité des opérateurs : le matériel congelé est rapidement endommagé par le faisceau d’électrons.


Mais bien employée cette méthode donne des résultats d’une précision inégalée. Les scientifiques ont ainsi pu reconstituer des vues tridimensionnelles de la structure en double couche, sur des cellules intactes. Ils vont maintenant passer à une étude plus détaillée de la membrane de la mycobactérie. Leurs travaux serviront aux développements de nouveaux médicaments. Un impératif car plus de 500 000 personnes sont infectées chaque année par des formes multirésistantes du bacille sur lesquelles les médicaments habituels sont presque inefficaces.


Joël IGNASSE
Sciences et Avenir.com
10/03/2008

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Un algorithme informatique au service des ophtalmologues
        

SCIENCE 11.02.2016

Pour aider les professionnels à repérer automatiquement toutes les anomalies sur des clichés de la rétine de leurs patients, mêmes rares ou débutantes, des chercheurs ont développé un algorithme qui repose sur la fouille de données
fouille de données
Technique visant à extraire un savoir ou une connaissance à partir des mégadonnées par des méthodes automatiques ou semi-automatiques. On parle aussi de data mining.

Le fond d'œil est l'examen ophtalmologique indispensable pour identifier les anomalies de la rétine (DMLA, rétinopathie diabétique, glaucome...). Au cours de cet examen, l'ophtalmologue prend un certain nombre de clichés, les lit, et établit son diagnostic. Pour aider l'interprétation de ces images, et notamment faciliter l'identification d'anomalies rares ou débutantes, le laboratoire de Traitement de l'information médicale (LaTIM)* a mis au point un nouvel algorithme. Il permet de rechercher toutes les anomalies possibles sur l'ensemble de la rétine d'un patient.
Gwenolé Quellec, qui a conduit ces travaux, explique : "il existe déjà quelques algorithmes en ophtalmologie. Mais ils se concentrent sur la recherche d'une seule atteinte de la rétine, comme la rétinopathie diabétique par exemple". Celui qu'a développé son laboratoire est original en plusieurs points : "il utilise la fouille de données, ou data mining. Cette technique, généralement employée pour l'analyse de textes, est ici adaptée pour exploiter des images : elle est utilisée pour entraîner l’algorithme à reconnaître les anomalies. L’apprentissage s’appuie uniquement sur des archives médicales issues d’une pratique clinique courante : l’avantage est que les médecins n’ont pas besoin de nous décrire les signes pathologiques à rechercher sur les clichés. Notre approche permet aussi de concentrer l'analyse sur des niveaux plus subtils que les seuls contours des anomalies, à savoir sur l'aspect et la texture de ces dernières". Elle permet enfin de recouper le contenu numérique du cliché avec le contexte clinique du patient - âge, sexe, comorbidités…- pour affiner l'analyse.

Un outil auto-apprenant
L'outil informatique a été mis au point à partir d’une base de données constituée par l'AP-HP dans le cadre du dépistage ciblé des rétinopathies diabétiques (réseau Ophdiat). Cette base contient plus de cent mille clichés que les chercheurs ont utilisés pour moitié dans la construction de l'outil, et pour moitié afin de le tester. « Concrètement, nous avons construit un algorithme d'apprentissage multi-instance (MIL) capable de combiner le contenu de l'image et le contenu du dossier médical d'un même patient, tout en séparant ceux qui avaient été diagnostiqués avec une pathologie rétinienne et les autres. Il a comparé les clichés normaux et anormaux pour repérer les zones d'intérêt et la nature visuelle des lésions. Il a ensuite croisé ces images au diagnostic porté par le médecin dans le dossier patient pour construire la base de l'outil ».

Ce travail fait notamment l'objet d'un brevet déposé par Inserm Transfert dans la perspective d'un usage clinique. Plusieurs pistes se dessinent pour le rendre accessible aux professionnels : celui d'un logiciel qui viendrait s'articuler avec ceux que ces derniers utilisent habituellement ou celui d'un webservice. « Outre l'utilisation par les ophtalmologues, on peut imaginer que cet outil pourrait favoriser le lancement de campagnes de dépistages systématiques de pathologies rétiniennes, des maladies souvent négligées et causes fréquentes de cécité. Dans ce cas, il serait couplé à un appareil portable d'acquisition de fond d'œil. Il serait utilisé par des professionnels formés, comme les orthoptistes, qui adresseraient les patients à l'ophtalmologue dès que la rétine serait considérée comme anormal par l'algorithme».

Note
*unité 1101 Inserm/Université de Bretagne Occidentale/Telecom Bretagne, intégré à la Structure Fédérative de Recherche ScInBios, Brest.

Source
G. Quellec et coll. Automatic detection of referral patients due to retinal pathologies through data mining. Medical Image Analysis, avril 2016 ; 29 : 47-64.

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