Fièvre de la Vallée du Rift : un exemple de lutte contre les maladies virales émergentes

COMMUNIQUÉ | 28 SEPT. 2020 - 10H00 | PAR INSERM (SALLE DE PRESSE)

IMMUNOLOGIE, INFLAMMATION, INFECTIOLOGIE ET MICROBIOLOGIE | SANTÉ PUBLIQUE

Maladie virale à l’origine d’épidémies importantes, principalement en Afrique, la fièvre de la Vallée du Rift (FVR) se transmet du bétail à l’humain. Classée maladie prioritaire émergente par le programme R&D Blueprint de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) en 2015, sa dynamique de transmission avait pourtant jusqu’ici été peu étudiée. Dans le cadre d’une collaboration multidisciplinaire, des chercheurs et professionnels de la santé publique de l’Inserm, de Santé publique France et du Cirad avec le soutien du consortium REACTing ont développé un modèle mathématique pour étudier la dynamique de l’épidémie de FVR qui a touché Mayotte en 2018-2019 et quantifier pour la première fois l’impact bénéfique de la vaccination du bétail. Ces travaux sont publiés dans la revue PNAS.

Alors que la pandémie de Covid-19 se poursuit, les recherches pour mieux comprendre les maladies émergentes et les zoonoses, pathologies infectieuses transmissibles de l’animal à l’humain, n’ont jamais été aussi importantes.

La fièvre de la Vallée du Rift (FVR) est une maladie virale zoonotique que l’on retrouve principalement dans certaines régions d’Afrique, à Mayotte et dans la péninsule arabique. Elle touche majoritairement le bétail, provoquant des vagues de fausses couches et une mortalité élevée chez les animaux les plus jeunes. Les humains peuvent quant à eux être infectés par contact direct avec les fluides corporels d’animaux contaminés ou par piqûres de moustiques infectés à partir d’animaux malades. A ce jour, aucune contamination interhumaine n’a été rapportée. Si la plupart des patients développent des formes asymptomatiques ou bénignes, la maladie peut dans de rares cas (1 à 3 % des patients) évoluer vers des formes graves, caractérisées par des troubles oculaires et méningés ainsi que par une fièvre hémorragique menant parfois au décès.
Problème de santé publique majeur dans certains pays, la FVR fait partie depuis 2015 de la liste des maladies prioritaires émergentes de l’OMS, ce qui implique un développement accéléré des moyens de contrôle épidémique. Alors que la recherche de vaccins pour le bétail avance, l’impact potentiel de la vaccination sur les dynamiques épidémiques n’avait encore jamais été évalué.

L’équipe coordonnée par la chercheuse Inserm Raphaëlle Métras et sa collègue Marion Subiros de Santé publique France, s’est intéressée à l’épidémie de FVR qui a touché Mayotte en 2018-2019. Depuis 2008, la mise en place de deux dispositifs de surveillance sur cette île, l’un centré sur les animaux (avec l’aide des services vétérinaires de Mayotte et la Coopérative des éleveurs Mahorais CoopADEM), l’autre sur l’humain, a permis de collecter de nombreuses données de surveillance de qualité sur la FVR. Celles-ci portent sur la séroprévalence chez le bétail et sur l’épidémiologie humaine (nombre de cas humains, caractéristiques sociodémographiques, critères d’exposition à la maladie, géolocalisation).

Dans leur étude, les chercheuses et leurs collègues ont développé un modèle mathématique intégrant ces données collectées conjointement par les deux dispositifs de surveillance afin de reproduire la dynamique de transmission du virus pendant l’épidémie de 2018-2019. L’un des objectifs était de mieux comprendre comment le virus passait de l’animal infecté à l’Homme.

Les scientifiques montrent ainsi pour la première fois dans le cadre d’une épidémie de FVR que la transmission du virus à l’humain par le biais des moustiques a été plus importante que la transmission par contact direct avec le bétail infecté.  En faisant l’hypothèse que 30% de la population de Mayotte travaille dans le secteur agricole, jusqu’à 55 % des infections humaines auraient été causées par des piqûres de moustiques, contre 45 % des infections par exposition au bétail.

Aucune étude n’avait jusqu’ici apporté des chiffres sur la répartition des transmissions par piqûres de moustique versus les transmissions par contact direct chez l’humain.

L’équipe a également modélisé l’impact potentiel d’une vaccination du bétail pour réduire l’ampleur de l’épidémie avec un vaccin adapté ayant les caractéristiques visées par le programme Blueprint de l’OMS (l’efficacité vaccinale notamment).  Les résultats du modèle montrent que vacciner 20 % du bétail pourrait réduire le nombre de cas humains de 30 %. Des campagnes de vaccination précoces et massives du bétail seraient donc une mesure essentielle dans la diminution de l’incidence de la maladie chez l’humain.
Dans un contexte où les épidémies de maladies zoonotiques et émergentes ne cessent de se succéder, ces travaux illustrent l’importance de la mise en œuvre d’une approche « One Health », abordant de façon systémique et unifiée la santé publique, animale et environnementale aux échelles locales, nationales et planétaire.« L’urgence sanitaire associée à la pandémie de Covid-19 doit nous contraindre à repenser la manière dont nous envisageons les liens entre santé humaine, animale et environnementale. Nos travaux mettent en lumière la valeur ajoutée d’une approche multidisciplinaire et intégrée quantitative One Health dans la lutte contre les zoonoses. Ils donnent aussi des pistes pour améliorer la surveillance et la recherche sur les maladies infectieuses émergentes », conclut Raphaëlle Métras.

   DOCUMENT        inserm        LIEN

cœur
(latin cor, cordis)

Consulter aussi dans le dictionnaire : cœur
Organe musculaire creux, qui constitue l'élément moteur central de la circulation du sang.

MÉDECINE
1. ANATOMIE HUMAINE

Chez l'homme, le cœur est situé dans la partie médiane et gauche du thorax, entre les deux poumons. Il assure la circulation sanguine dans le corps grâce à ses contractions régulières. Il se compose de 4 cavités contenues dans une enveloppe, le péricarde : 2 oreillettes et 2 ventricules, chaque oreillette étant séparée du ventricule sous-jacent par une valvule : à droite, la valvule tricuspide, constituée de 3 valves ; à gauche, la valvule mitrale, constituée de 2 valves. Les valves s'insèrent sur la paroi du ventricule correspondant par des cordages rattachés à des protubérances musculaires appelées piliers.

Circulation sanguine
       
Le cœur droit, qui associe l'oreillette et le ventricule droits, est chargé de propulser le sang désoxygéné, par l'artère pulmonaire et ses branches, jusqu'aux poumons (petite circulation).

Le cœur gauche, qui associe l'oreillette et le ventricule gauches, recueille le sang oxygéné venant des poumons et le propulse, par l'aorte et ses branches, dans tout l'organisme (grande circulation).
Les oreillettes reçoivent le sang désoxygéné par l'intermédiaire des veines caves inférieure et supérieure, pour l'oreillette droite, et le sang oxygéné par les 4 veines pulmonaires pour l'oreillette gauche. Les oreillettes sont séparées par une cloison, le septum interauriculaire.
Les ventricules envoient le sang dans les artères. Le droit, triangulaire et peu épais, communique avec l'artère pulmonaire, dont il est séparé par la valvule pulmonaire, formée de 3 valves sigmoïdes. Le gauche, de forme ovoïde et plus épais que le droit, communique avec l'aorte, dont il est séparé par la valvule aortique, composée de 3 valves sigmoïdes. Les ventricules sont séparés par une cloison musculaire, le septum interventriculaire.

La paroi cardiaque comprend 3 épaisseurs : l'endocarde, qui tapisse l'intérieur des cavités ; le myocarde, qui constitue en lui-même le muscle cardiaque ; le péricarde, sorte de sac situé autour du cœur.

2. PHYSIOLOGIE
2.1. LES CORONAIRES

L'apport sanguin au muscle cardiaque est assuré par les artères coronaires, qui prennent naissance à la partie initiale de l'aorte thoracique. Le retour du sang veineux coronaire est assuré par des veines qui se regroupent pour former le sinus coronaire, s'abouchant dans l'oreillette droite.

2.2. FRÉQUENCE CARDIAQUE

Le sang veineux arrive dans l'oreillette droite par les veines caves, puis pénètre dans le ventricule droit. Il est alors éjecté avec une fréquence de l'ordre de 70 pulsations par minute vers l'artère pulmonaire (→ pouls, fréquence cardiaque). Cette fréquence est plus élevée chez l'enfant et le nourrisson (110 à 120 par minute). Les contractions sont appelées systoles ; les périodes de relâchement ou repos, diastoles. La systole auriculaire précède la systole ventriculaire.
Après enrichissement en oxygène dans les poumons, le sang retourne au cœur par les veines pulmonaires. Il passe alors de l'oreillette gauche dans le ventricule gauche, puis est éjecté dans la circulation artérielle par l'intermédiaire de l'aorte et de ses branches.

2.3. MÉCANISME DES CONTRACTIONS

Cycle cardiaque
Le cœur est un organe contractile : ses mouvements sont engendrés et se propagent grâce au tissu dit nodal, que l'on pourrait comparer à un circuit électrique. Celui-ci comprend le nœud sinusal, situé dans l'oreillette droite, qui commande la fréquence cardiaque, et le nœud auriculoventriculaire, placé à la jonction des oreillettes et des ventricules et prolongé vers les deux ventricules par le faisceau de His et ses ramifications, qui permettent le passage de l'influx vers les ventricules. Le fonctionnement du tissu nodal est influencé par le système nerveux végétatif et par les catécholamines.

3. PATHOLOGIES, EXPLORATION THÉRAPEUTIQUE, CHIRURGIE

Communications interventriculaire et interauriculaire
       
Les malformations congénitales consistent principalement en rétrécissements (de l'aorte, de l'artère pulmonaire) ou en communications anormales (persistance du canal artériel, communication interventriculaire, communication interauriculaire, tétralogie et trilogie de Fallot). Les maladies acquises du cœur peuvent concerner chacune des trois tuniques cardiaques : péricardites, myocardites et endocardites. Ces dernières atteignent spécialement les différents orifices valvulaires et aboutissent à des rétrécissements ou à des insuffisances. Les altérations des artères coronaires sont les coronarites qui se traduisent par des crises d'angine de poitrine et peuvent provoquer l'infarctus du myocarde.

Les examens les plus simples sont l'auscultation clinique du cœur à l'aide d'un stéthoscope, l'étude de la pression artérielle avec un tensiomètre et la recherche des différents pouls. Les examens complémentaires sont l'électrocardiographie, les examens radiographiques, l'échocardiographie et le Doppler cardiaque, le Holter tensionnel et la scintigraphie myocardique.

       
En dehors des traitements médicaux, qui ont fait surtout des progrès dans le domaine de la réanimation cardiaque, les maladies du cœur bénéficient maintenant de nombreuses interventions chirurgicales rendues possibles par les techniques de circulation extracorporelle. Presque toutes les malformations congénitales peuvent maintenant être guéries par la chirurgie. La pose d'un stimulateur cardiaque (pacemaker) est devenue une pratique courante, notamment en cas de syndrome d'Adams-Stockes et permet d'éviter des syncopes mortelles.

Le pronostic des cardiopathies valvulaires a été transformé par la pose de prothèses (valve de Starr) ; → valvuloplastie. Les transplantations cardiaques ne présentent plus de difficultés chirurgicales mais restent soumises à des problèmes immunologiques de rejet. Malgré quelques succès, le cœur artificiel en est encore au stade expérimental. La chirurgie des artères coronaires est couramment pratiquée (pontage).
Pour en savoir plus, voir l'article cardiopathie.

ZOOLOGIE

Chez la plupart des invertébrés, le cœur est un vaisseau contractile dorsal, médian, propulsant d'arrière en avant le sang hématosé. Chez les vertébrés, le cœur est en position ventrale ; il ne reçoit que du sang désoxygéné (« veineux ») chez les poissons, puis l'évolution se fait vers le partage du cœur en deux moitiés, gauche et droite, de mieux en mieux séparées, l'une propulsant le sang « rouge » vers les organes, l'autre le sang « noir » vers les poumons. En revanche, au lieu des quatre cavités successives des poissons : sinus veineux, atrium, ventricule, bulbe artériel, le sang des vertébrés supérieurs n'en traverse plus que deux : oreillette et ventricule, ce dernier seul propulseur et fortement musclé.

  DOCUMENT   larousse.fr    LIEN

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.

 DOCUMENT        inserm        LIEN

Prédire la réponse à l’immunothérapie grâce à l’intelligence artificielle

COMMUNIQUÉ | 27 AOÛT 2018 - 17H12 | PAR INSERM (SALLE DE PRESSE)

CANCER | TECHNOLOGIE POUR LA SANTE

Une étude publiée dans The Lancet Oncology établit pour la première fois qu’une intelligence artificielle peut exploiter des images médicales pour en extraire des informations biologiques et cliniques. En concevant et en entrainant un algorithme à analyser une image de scanner, des médecins-chercheurs de Gustave Roussy, CentraleSupélec, l’Inserm, l’Université Paris-Sud et TheraPanacea (spin-off de CentraleSupélec spécialisée en intelligence artificielle pour l’oncologie-radiothérapie et la médecine de précision) ont créé une signature dite radiomique. Cette signature qui définit le niveau d’infiltration lymphocytaire d’une tumeur détermine un score prédictif de l’efficacité de l’immunothérapie chez un patient.    
À terme, le médecin pourrait donc utiliser l’imagerie pour identifier des phénomènes biologiques d’une tumeur située dans n’importe quelle partie du corps sans avoir à réaliser de biopsie.

Jusqu’à présent, aucun marqueur ne permet d’identifier de manière certaine les patients qui vont répondre à une immunothérapie anti-PD-1/PD-L1 permettant de restaurer les fonctions immunitaires contre la tumeur alors que seulement 15 à 30 % des patients répondent au traitement. Sachant que plus l’environnement immunologique d’une tumeur est riche (présence de lymphocytes), plus l’immunothérapie a de chance d’être efficace, les chercheurs ont cherché à estimer cet environnement grâce à l’imagerie pour le corréler à la réponse clinique des patients. C’est l’objectif de la signature radiomique créée et validée par IA de l’étude publiée dans The Lancet Oncology.
Dans cette étude rétrospective, la signature radiomique a été apprise, entrainée et validée sur 500 patients présentant une tumeur solide (toutes localisations) issus de quatre cohortes indépendantes. Elle a été validée au niveau génomique, histologique et clinique ce qui la rend particulièrement robuste.

Dans une démarche basée sur le machine learning, les chercheurs ont d’abord appris à l’algorithme à exploiter les informations pertinentes extraites des scanners de patients inclus dans l’étude MOSCATO* qui comportait aussi les données génomiques tumorales des patients. Ainsi, en se basant uniquement sur des images, l’algorithme a appris à prédire ce que la génomique aurait révélé de l’infiltrat immunitaire tumoral notamment par rapport à la présence de lymphocytes T cytotoxiques (CD8) dans la tumeur et a établi une signature radiomique.  
Cette signature a été testée et validée dans d’autres cohortes dont celle du TCGA (The Cancer Genome Atlas) démontrant ainsi que l’imagerie pouvait prédire un phénomène biologique, à savoir évaluer l’infiltration immunitaire d’une tumeur.

Puis, pour tester la pertinence de cette signature en situation réelle et la corréler à la prédiction de l’efficacité de l’immunothérapie, elle a été évaluée à partir des scanners réalisés avant la mise sous traitement de patients inclus dans 5 essais d’immunothérapie anti-PD-1/PD-L1 de phase I. Les chercheurs ont montré que les patients chez qui l’immunothérapie fonctionnait après 3 et 6 mois présentaient un score radiomique plus élevé, tout comme ceux qui avaient une meilleure survie.
Une prochaine étude clinique consistera à évaluer la signature de manière rétrospective et prospective, d’augmenter le nombre de patients et de les segmenter par type de cancers pour affiner la signature.

Il s’agira aussi d’utiliser des algorithmes plus sophistiqués d’apprentissage automatique et d’intelligence artificielle pour prédire la réponse des patients à l’immunothérapie. Pour cela, les chercheurs comptent sur l’intégration globale de données venant de l’imagerie, de la biologie moléculaire et de l’analyse des tissus. C’est tout l’objet de la collaboration entre Gustave Roussy, l’Inserm, l’Université Paris-Sud, CentraleSupélec et TheraPanacea qui permettra d’identifier les patients qui sont les plus à même de répondre au traitement, et aussi d’améliorer le rapport coût/efficacité de la prise en charge.
*Résultats de l’étude publiés dans Cancer Discovery : https://www.gustaveroussy.fr/fr/cancer-discovery-etude-MOSCATO-interet-des-analyses-genomiques-haut-debit

A propos de la radiomique
En radiomique, on considère que l’imagerie (scanner, IRM, échographie…) ne reflète pas seulement l’organisation et l’architecture des tissus mais aussi leur composition moléculaire ou cellulaire. Cette technique consiste à analyser de manière objective par des algorithmes une image médicale afin d’en extraire des informations invisibles à l’œil nu comme la texture d’une tumeur, son microenvironnement, son hétérogénéité… C’est une approche non invasive pour le patient qui peut être répétée tout au long de la maladie pour suivre son évolution.

 DOCUMENT        inserm        LIEN