Les perturbateurs endocriniens

Dossier réalisé en collaboration avec Robert Barouki (unité 1124 Inserm/Université Paris Descartes, Toxicologie, pharmacologie et signalisation cellulaire, Paris) - octobre 2015
Les perturbateurs endocriniens regroupent une vaste famille de composés capables d'interagir avec le système hormonal, et notamment avec notre métabolisme ou nos fonctions reproductrices. Leur étude représente un enjeu majeur pour la recherche, le corps médical et les pouvoirs publics car les sources d'exposition sont nombreuses et difficiles à maîtriser, tandis que les conséquences biologiques de ces expositions sont encore mal appréhendées et complexes à étudier.
Il existe de nombreuses définitions pour décrire ce que sont les perturbateurs endocriniens. Celle qu'a établie l'Organisation mondiale de la santé en 2002 est la plus acceptée : un perturbateur endocrinien est "une substance exogène ou un mélange qui altère la/les fonction(s) du système endocrinien et, par voie de conséquence, cause un effet délétère sur la santé d’un individu, sa descendance ou des sous-populations".

Le système hormonal sous le feu des perturbateurs endocriniens
 
C'est quoi la perturbation endocrinienne ?

Le système endocrinien regroupe les organes qui sécrètent des hormones : thyroïde, ovaires, testicules, hypophyse… Il libère ces médiateurs chimiques dans la circulation sanguine pour agir à distance sur certaines fonctions de l'organisme comme la croissance, le métabolisme, le développement sexuel, le développement cérébral, la reproduction… Les perturbateurs endocriniens altèrent le fonctionnement habituel de l'organisme en interagissant avec la synthèse, la dégradation, le transport et le mode d’action des hormones. Ces molécules se caractérisent donc par un effet toxique non pas direct, mais indirect, via les modifications physiologiques qu'elles engendrent.
Historiquement, les perturbateurs endocriniens ont commencé à attirer l'attention des chercheurs dès les années 1950. Mais c'est l'affaire du distilbène qui, dans les années 1970, a fait exploser le sujet sur la scène scientifique et médiatique (voir encadré). Depuis, on connaît plus précisément les mécanismes d'actions de ces substances. Selon le produit considéré, ils vont :
*         modifier la production naturelle de nos hormones naturelles (œstrogènes, testostérone) en interférant avec leurs mécanismes de synthèse, de transport, ou d'excrétion ;
*         mimer l'action de ces hormones en se substituant à elles dans les mécanismes biologiques qu'elles contrôlent ;
*         empêcher l'action de ces hormones en se fixant sur les récepteurs avec lesquels elles interagissent habituellement.
En découle un certain nombre de conséquences potentielles pour l'organisme, propres à chaque perturbateur endocrinien : altération des fonctions de reproduction, malformation des organes reproducteurs, développement de tumeurs au niveau des tissus producteurs ou cibles des hormones (thyroïde, sein, testicules, prostate, utérus…), perturbation du fonctionnement de la thyroïde, du développement du système nerveux, modification du sex-ratio…
Aujourd'hui, la définition du champ d'action des perturbateurs endocriniens tend à s'élargir. Certains organes clés, qui ne sont pas considérés comme des glandes endocrines à proprement parler, produisent des hormones qui apparaissent elles aussi comme des cibles potentielles des perturbateurs endocriniens : la leptine du tissu adipeux qui intervient dans la régulation du métabolisme, l'IGF-1 produite par le foie qui agit comme un facteur de croissance…

Distilbène, l'histoire à retardement d'un médicament hormonal
Au début des années 1970, un chercheur américain, Arthur L Herbst, a observé la recrudescence d'une forme rare de cancers gynécologiques chez des adolescentes et de jeunes adultes. L'analyse de ces cas a montré que ces femmes étaient nées de mères qui avaient pris du distilbène, un œstrogène de synthèse, prescrit à l'époque pour prévenir les fausses couches durant la grossesse. Rapidement, le lien entre l'exposition du fœtus au distilbène et l'altération de ces organes reproducteurs (cancers, stérilité) a été établi. Depuis, il apparaît que les enfants nés de cette génération exposée in utero, ont, eux aussi, un sur-risque de pathologies gynécologiques.

Air, eau, aliments… : les sources d'exposition sont multiples
Il existe une grande diversité parmi les perturbateurs endocriniens, et les sources de contamination auxquelles hommes et animaux sont exposés sont également nombreuses. En effet, ces composés peuvent être présents dans des produits manufacturés ou des aliments d'origine végétale ou animale. Ils sont pour la plupart issus de l'industrie agro-chimique(pesticides, plastiques, pharmacie…) et de leurs rejets. Beaucoup sont rémanents : ils persistent dans l'environnement de longues années et peuvent être transférés d'un compartiment de l'environnement à l'autre (sols, eau, air…) de longues années après qu'ils aient été produits.
Les hormones naturelles ou de synthèse constituent une source importante de perturbateurs endocriniens : œstrogènes, testostérone, progestérone... et les produits de synthèse mimant leurs effets sont souvent utilisés en thérapeutique (contraception, substitution hormonale, hormonothérapie). Elles entraînent un risque indirect en rejoignant les milieux naturels, après avoir été excrétées dans les rejets humains ou animaux. Y sont adjoints les phytoestrogènes naturellement présents dans certaines plantes (soja, luzerne).
 
Le bisphénol, voleur d'identité

Un second groupe de perturbateurs endocriniens, bien plus large, rassemble tous les produits chimiques et sous-produits industriels qui peuvent interférer avec le système endocrinien de l'homme ou de l'animal. Il comporte à l'heure actuelle plus d'un millier de produits, de nature chimique variée. Parmi les plus fréquents, on peut citer:
*         des produits de combustion comme les dioxines, les furanes, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)…
*         des produits industriels ou domestiques comme :
*         - les phtalates, ou le bisphénol A utilisés dans les plastiques ;
*         - les parabènes, conservateurs utilisés dans les cosmétiques ;
*         - les organochlorés (DDT, chlordécone…) utilisés dans les phytosanitaires ;
*         - l'étain et dérivés utilisés dans les solvants.
La recherche face à de nouveaux paradigmes
L'étude des perturbateurs endocriniens est aujourd'hui très importante pour la santé, mais aussi pour l'environnement. Mais, cette recherche doit relever plusieurs défis, liés aux particularités de ces substances. En effet, l’étude de la toxicité d'une molécule est classiquement réalisée en exposant des cellules ou des tissus à des doses croissantes de la molécule en question. Or, cette approche ne peut suffire lorsqu’il s’agit des perturbateurs endocriniens, et ce pour plusieurs raisons :
La première se rapporte aux doses d'exposition : l'exposition à une dose forte n'a pas le même impact qu'une dose faible à laquelle un individu est exposé de façon chronique. Ainsi, si l'exposition à une dose unique d’un produit est sans risque pour l'organisme, la répétition de cette exposition au cours du temps peut perturber le système hormonal. Et le délai d'apparition des effets délétères des perturbateurs endocriniens, parfois prolongé, peut compliquer encore cette analyse.
 


Une dent contre le Bisphénol

La seconde difficulté tient aux périodes de vulnérabilité des êtres vivants face au risque toxique : un organisme ne subit pas les mêmes effets lorsque le contact avec un perturbateur endocrinien a lieu in utero, avant ou après la puberté. L'effet transgénérationnel de certains d'entre eux montre aussi que le risque sanitaire ne concerne pas uniquement la personne qui est exposée, mais aussi sa descendance.
Enfin, l'effet cocktail des perturbateurs endocriniens est complexe à mettre en évidence : il découle de l'addition des effets délétères de plusieurs composés à faibles doses, qui agissent sur les mêmes mécanismes biologiques. Ensemble, ils peuvent perturber l'organisme sans que chacun, pris isolément, n'ait d'effet. Par ailleurs, il peut y avoir des interactions entre perturbateurs endocriniens agissant par des mécanismes différents.
A côté de la spécificité liée aux substances incriminées, la complexité du système hormonal rend la recherche encore plus complexe : en effet, les régulations endocriniennes ne font pas intervenir une mais plusieurs hormones interagissant entre elles. Il peut donc être particulièrement difficile de prédire l'ensemble des conséquences biologiques d'un perturbateur endocrinien.
 


Cohorte SEPAGES, les bébés alertés

Malgré toutes ces difficultés, les pouvoirs publics et les chercheurs déploient plusieurs niveaux de vigilance pour réduire les risques d'exposition et repérer les perturbateurs endocriniens potentiels :
*         les études écotoxicologiques, conduites en milieu aquatique, et les études épidémiologiques, conduites au sein d'une population, sont utiles pour corréler certains événements, parfois rares, à l'exposition à certaines substances. Le lien de causalité suspecté à travers de telles études doit cependant être apporté par des études conduites in vitro et/ou in vivo ;
 
Des cohortes nationales pour mieux évaluer l'exposition des populations vulnérables 
- La cohorte ELFE (pour Etude longitudinale française depuis l’enfance), a été lancée en 2011, sous la coordination de l’unité mixte Ined-Inserm-EFS Elfe : elle suit aujourd'hui 20 000 enfants, nés en 2011. Son objectif principal est l’étude les déterminants environnementaux et sociétaux qui, de la période intra-utérine à l'adolescence, peuvent impacter le développement et la santé des enfants. Un volet de cette étude a permis de collecter des échantillons biologiques chez 8 000 mères. Ils pourront aider à repérer d'éventuelles corrélations entre événement de santé et une imprégnation par des perturbateurs endocriniens in utero.
- La cohorte PELAGIE (pour Perturbateurs endocriniens : étude longitudinale sur les anomalies de la grossesse, l’infertilité et l’enfance) suit, depuis 2002, 3 500 couples mères-enfants habitant en Bretagne. Conduite par l'équipe "Recherches épidémiologiques sur l’environnement, la reproduction et le développement" de l’Institut de recherche en santé, environnement et travail (Irset, unité 625 Inserm/Université de Rennes 1/EHESP), PELAGIE vise à étudier l'impact de contaminants environnementaux sur le développement intra-utérin, puis sur celui de l'enfant. D'ores et déjà, elle a montré plusieurs corrélations, comme l'exposition à certains polluants organiques (DDT, PCB) sur le délai de conception d'un enfant, ou l'exposition à un herbicide du maïs et le retard de croissance intra-utérin. L'étude est toujours en cours.
*         les études toxicologiques in vitro permettent d'appréhender la toxicité des composés chimiques considérés comme suspects. Pour parfaire ce travail, différents systèmes de cellules en culture sont utilisés : cellules de l'hypophyse, du foie, cellules mammaires, cellules reproductrices... Il faut savoir que, depuis 2007, la législation européenne impose aux fabricants de soumettre chacun de leurs produits chimiques à des tests toxicologiques différents selon la nature du produit (système REACH) ;
*         des modèles d'études in vivo (chez l'animal) sont indispensables pour appréhender l'effet toxique global d'un perturbateur endocrinien. Toutefois, des techniques récentes utilisant le haut débit commencent à être développées pour déterminer, par exemple, le profil d'expression du génome ou des protéines, in vitro, sur des cellules ou des tissus.
 
Une stratégie nationale
En 2014, le gouvernement a adopté la première stratégie nationale sur les perturbateurs endocriniens. Elle vise à articuler recherche, surveillance et réglementation pour prévenir et limiter l'exposition de la population à ces substances, et en particulier les plus vulnérables (femmes enceintes, enfants). Elle s'inscrit maintenant dans le troisième plan national santé-environnement (PNSE3). 
Cette stratégie comporte quatre axes principaux :
- l'information des citoyens,
- le soutien à la recherche sur les perturbateurs endocriniens et sur le développement d'alternatives non toxiques à ces produits. Pour accélérer ce mouvement, le gouvernement souhaite proposer une plateforme public-privée des méthodes d'évaluation et de validation de test des substances pour que l'évaluation de nouveaux composés devienne précoce, systématique et formalisée ;
- la programmation d'expertises conduites par les institutions en charge de la sécurité sanitaire (ANSM, ANSES) afin de statuer annuellement sur plusieurs substances suspectées à risque,
- la mise en place d'une réglementation spécifique. La France est, avec le Danemark, l'un des pays les plus engagés pour la régulation relative aux perturbateurs endocriniens. C'est dans le cadre de cette stratégie qu'ont été récemment adoptés le contrôle des phtalates dans les jouets ou l'élimination du bisphénol A des tickets de caisse. Le gouvernement entend soutenir cette stratégie au niveau de l'Europe en appuyant la définition d'une législation européenne spécifique par l'Union européenne, attendue pour la fin 2016.

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Troubles de l’audition / surdités

Dossier réalisé en collaboration avec Jean-Luc Puel (unité Inserm 1051 /université de Montpellier, Institut des neurosciences de Montpellier) – avril 2016

Le nombre de cas ne cessant de progresser avec l’âge, la surdité affecte 6% des 15-24 ans et plus de 65% des 65 ans et plus. Face à cette problématique, la recherche est particulièrement active : au cours de la dernière décennie, des avancées spectaculaires ont été réalisées dans la compréhension des mécanismes et des facteurs génétiques responsables des troubles auditifs. Les récents progrès technologiques devraient permettre d’améliorer les performances des aides auditives et des implants existants, et les scientifiques espèrent désormais pouvoir régénérer des cellules ciliées de l’oreille interne par la thérapie génique.

Cochlée en microscopie électronique à balayage : sur la membrane spirale se trouvent les cellules ciliées.
En France, chaque année, près d’un millier de nouveau-nés (0,25%) sont affectés desurdité. Dans 40% des cas, le trouble est sévère et profond, avec de lourdes conséquences sur l’acquisition du langage oral et sur le développement socio-affectif de l’enfant. Trois quarts des ces surdités sont d’origine génétique (liées à une anomalie de l’oreille), les autres étant acquises au cours de la grossesse ou pendant la période périnatale.

Le nombre de cas ne cesse ensuite de progresser avec l’âge, la surdité touchant  6% des 15-24 ans, 9% des 25-34 ans, 18% des 35-44 ans et plus de 65% des plus de 65 ans. Il s’agit alors de surdités acquises au cours de la vie, suite à des traumatismes acoustiques, des maladies (otites chroniques dans environ 20 % des cas, tumeurs, etc.), des accidents (plongée) ou encore des toxicités médicamenteuses. La plupart de ces facteurs contribue à la destruction progressive de cellules qui jouent un rôle central dans les mécanismes de l’audition (voir plus loin). Le vieillissement peut être associé aux mêmes phénomènes, conduisant à une perte auditive qui apparaît le plus souvent à partir de 50-60 ans. On parle alors de presbyacousie.
Plusieurs degrés de pertes auditives sont observés :
*         légères (perte auditive de 20 à 40 dB),
*         moyennes (perte auditive de 40 à 70 dB),
*         sévères (perte auditive de 70 à 90 dB),
*         profondes (perte auditive de 90 à 120 dB).
Ces pertes auditives entraînent des conséquences variables sur la vie sociale. Les surdités moyennes ont un impact négatif sur les apprentissages scolaires, le développement cognitif et l’adaptation sociale. Les surdités profondes ne permettent pas l’acquisition du langage oral. Chez les personnes de plus de 65 ans, une perte d’audition est associée à un déclin cognitif (altération de la mémoire, des capacités d’attention ou encore de l’utilisation de certains éléments de langage), sans pour autant favoriser la survenue d’une démence de type maladie d’Alzheimer. Ce déclin est sans doute lié à un isolement social progressif.
Les surdités acquises sont assez fréquemment accompagnées d'acouphènes, une perception auditive (battements, grésillements, sifflements) en l'absence de tout stimulus externe, qui peut être très invalidante.

Le son converti en signal électrique
L’audition résulte du couple oreille-cerveau. L’oreille capte les ondes sonores et transmet les vibrations jusqu’à la cochlée. Là, des cellules ciliées les transforment en signaux électriques transmis jusqu’au cerveau par le nerf auditif. C’est à ce niveau que les sons seront traités, interprétés et mémorisés.
Pour assurer ses fonctions, l’oreille est divisée en trois parties : l’oreille externe se compose du pavillon (la partie visible) et du conduit auditif qui mène jusqu’au tympan. Son rôle est de capter, amplifier et focaliser les sons vers l’oreille moyenne. Lorsque les ondes sonores frappent le tympan, celui-ci se met à vibrer. Ces vibrations parviennent jusqu’à l’oreille moyenne constituée de petits os articulés. Ces osselets les transmettent jusqu’à une membrane appelée fenêtre ovale, située à l’entrée de l’oreille interne. Cette dernière renferme la cochlée, une structure en forme de spirale composée de 15 000 cellules ciliées capables de transformer les vibrations en signaux électriques transmis au cerveau par le nerf auditif.
Plusieurs facteurs peuvent contribuer à la destruction brutale ou progressive des cellules ciliées et du nerf auditif, provoquant un déficit auditif irrémédiable.

Fréquence et intensité du son
Un son correspond à une onde sonore captée par l’oreille et qui fait vibrer le tympan. Sa fréquence correspond au nombre de vibrations par seconde et s’exprime en Hertz. Si elle est faible, le son est grave, à l’inverse, si elle est élevée, le son est aigu. Les fréquences captées par les humains varient de 20 à 20 000 Hz. L’intensité, exprimée en décibels, dépend de l’amplitude des vibrations. Plus elle est importante, plus le son est fort. L'oreille humaine capte des intensités comprises entre 0 et 120 dB, niveau à partir duquel des structures de l'oreille interne peuvent être irréversiblement détruites.
Prévention majeure : réduire l’exposition aux bruits excessifs
L’exposition au bruit est une cause première de troubles de l’audition. Des niveaux sonores élevés détruisent de façon irréversible les cellules ciliées et altèrent les fibres nerveuses auditives. C’est le cas de nombreux bruits associés à des activités de loisirs (concerts, boîtes de nuit, baladeurs, etc.). La législation du travail a fixé des seuils de tolérance :
*         Au-delà de 85 dB, une exposition de plus de huit heures nécessite une protection,
*         Au-delà de 90 dB (perceuse), il faut limiter l’exposition à deux heures,
*         Au-delà de 100 dB (marteau piqueur), il ne faut pas dépasser quinze minutes d’exposition,
*         Passé 115 dB (explosion, avion au décollage), des bruits très brefs provoquent immédiatement des dommages irréversibles.
Il existe cependant une grande variabilité individuelle face au bruit. Certains gènes semblent notamment influer sur la sensibilité au traumatisme sonore.
Autre cause de surdité, l’ototoxicité de certains médicaments. Des antibiotiques (comme les aminoglycosides) ou des anticancéreux (en particulier le cisplatine) peuvent en effet être toxiques pour le système auditif. Là encore, on observe une variabilité individuelle considérable face à cette toxicité.


Le dépistage, à tous les âges
La recherche d’un déficit auditif peut être effectuée dès la naissance, de manière rapide, indolore et automatisée. Certains pays européens pratiquent même un dépistage systématique à la naissance. Par la suite, la médecine scolaire ou l’entourage peuvent déceler un déficit. Chez les enfants, les répercussions d'une surdité seront différentes selon qu'elle apparaît avant ou après l'acquisition du langage. Chez l'adulte, le dépistage est proposé dès l’âge de 45-50 ans dans le cadre de la médecine du travail, et plus précocement et régulièrement dans les situations à risque (travail en milieu bruyant, militaires, etc.).
Lorsque le dépistage décèle un risque de déficience, des tests réalisés dans un cadre spécialisé permettent de définir le type de surdité et son importance.
*         L’audiométrie tonale est le test le plus courant. Il consiste à rechercher des réflexes ou des réactions en réponse à des émissions de sons, pour des fréquences allant le plus souvent de 125 Hz (graves) à 8 000 Hz (aiguës),
*         L’audiométrie vocale permet d’évaluer la compréhension. Le sujet doit répéter correctement des mots simples et courants de différentes intensités,
*         Les otoémissions acoustiques sont des vibrations générées par les cellules ciliées externes de la cochlée suite à une stimulation sonore. Leur enregistrement permet de vérifier que ces cellules et l’oreille moyenne fonctionnent correctement. Il s’agit d’un bon outil de dépistage néonatal,
*         Les potentiels évoqués auditifs automatisés s’enregistrent grâce à des électrodes placées sur le cuir chevelu, en stimulant les oreilles avec une intensité sonore. Ce test permet de vérifier le fonctionnement de la cochlée et du nerf auditif.
Les spécialistes constatent que les tests classiques ne permettent pas toujours de dépister une atteinte partielle des fibres des nerfs auditifs, une partie d’entre elles étant suffisante pour analyser les sons. Ainsi, face à des tests normaux mais une plainte persistante d’un patient, notamment une plainte correspondant à une mauvaise compréhension en environnement bruyant, il est nécessaire d’effectuer une audiométrie vocale en environnement bruyant.
Des traitements de plus en plus sophistiqués
Les traitements consistent à rétablir ou à augmenter l'intensité des vibrations parvenant à l'oreille interne, ou à corriger l'anomalie à l'origine de la surdité. Ainsi, lorsque le trouble auditif est lié à un défaut de fonctionnement de la chaîne tympano-ossiculaire, comme une perforation du tympan, une destruction ou un blocage des osselets, l’anomalie peut être corrigée par chirurgie.
Les aides auditives
En cas de déficits auditifs légers à modérés, des aides auditives conventionnelles, dites en conduction aérienne, sont proposées aux patients. Leur fonctionnement repose sur la captation du son par un ou plusieurs microphones. Le signal capté est traité par un microprocesseur, amplifié puis réémis via un écouteur placé dans le conduit auditif externe. Des aides en conduction osseuse peuvent également être utilisées. Elles permettent de stimuler directement l’oreille interne à travers les os du crâne : les vibrations sonores sont captées par un microphone et transmises à l’os temporal par un vibrateur placé derrière l’oreille. Les vibrations de la paroi osseuse autour de la cochlée sont alors transférées aux cellules ciliées.

Les implants

Chirurgie : pose d'un implant cochléaire par le Professeur Olivier Sterkers (ORL) et son équipe, hôpital Beaujon, Clichy.
Pour les surdités très sévères, voire totales, des implants sont recommandés. Il en existe deux types : l’implant d’oreille moyenne fonctionne à l’image des aides en conduction osseuse. Il est fixé sur un osselet ou à proximité de l'oreille interne, capte les vibrations et les transmet à l’oreille interne. L’implant cochléaire comprend quant à lui un processeur externe qui transforme les sons en signaux électriques. Ces derniers sont transmis (sous forme d’ondes) à la partie interne de l’implant. Le rôle de celle-ci est d’émettre des impulsions électriques (grâce à des électrodes) qui stimulent les fibres du nerf auditif. Avec cette technique, la compréhension requiert du temps et un apprentissage pour intégrer les informations reçues. Globalement, comprendre dans le silence est acquis par la grande majorité des patients, mais une conversation dans le bruit ou la musique est une situation sonore difficile. Chez l’enfant atteint de surdité profonde, l’implantation cochléaire précoce (entre 12 et 24 mois) a montré d’excellents résultats sur l’acquisition du langage oral.
Une nouvelle tendance consiste à associer aides auditives et implants chez certains patients souffrant de surdités sévères, mais chez lesquels il existe un reliquat d’audition : les implants stimulent la cochlée pour mieux percevoir les sons, particulièrement en fréquences aigues, et les aides auditives augmentent la perception des sons graves.

Et demain ?
Vers une meilleure connaissance des mécanismes auditifs
Les chercheurs connaissent encore mal l’histoire naturelle de la surdité et tentent de comprendre pourquoi certaines personnes sont plus vulnérables que d’autres au bruit, ou connaissent une perte des cellules ciliées ou des fibres nerveuses auditives liée à l’âge plus rapide.
Il a récemment été établi qu’il existe deux types de fibres nerveuses connectées aux cellules ciliées dans la cochlée. Parmi elles, 95% des fibres transmettent l’information sonore au cerveau et les 5% restantes sont des fibres différentes (non myélinisées) et spécialisées dans la transmission d’un signal d’alerte en cas de bruit trop intense, si les cellules ciliées sont malmenées. Concrètement, au-delà d’un certain seuil d’inconfort, ces fibres sont activées et transmettent au cerveau un message douloureux (ou en tout cas désagréable), permettant de prévenir l’individu sur la nécessité de retrouver un environnement plus calme. C’est cette seconde catégorie de fibres qui vient d’être découverte. Elle pourrait jouer un rôle dans la vulnérabilité individuelle au bruit et des travaux sur ce sujet sont en cours.

Avancées en génétique
L’identification de mutations génétiques responsables de surdités constitue, par ailleurs, un axe récent de recherche. Ces mutations affectent des gènes codant pour des protéines impliquées dans le développement ou le fonctionnement de la cochlée. Les surdités génétiques sont le plus souvent des maladies monogéniques, c’est-à-dire impliquant l’altération d’un seul gène. L’un d’eux, DFNB1, découvert en 1997 par l’équipe de Christine Petit dans l’unité de génétique des déficits sensoriels de l'Institut Pasteur, explique à lui seul 50% des surdités congénitales. La connaissance de ces gènes permet de réaliser des diagnostics moléculaires et du conseil génétique pour les familles concernées. Dans certains cas, elle contribue également au choix de la méthode de réhabilitation.

Thérapie génique pour les cellules ciliées
Les scientifiques envisagent la régénération par la thérapie génique des cellules ciliées endommagées. Des résultats prometteurs ont en effet déjà été obtenus sur des cochlées d'oiseaux. L’idée est d’obtenir de nouvelles cellules auditives fonctionnelles à partir de cellules de soutien qui restent présentes après la mort des cellules ciliées. Le transfert du gène Math1 dans l’oreille interne (grâce à un virus) permet d’induire la différenciation des cellules de soutien en cellules sensorielles fonctionnelles. Les données disponibles indiquent qu’il suffirait d’obtenir quelques dizaines de cellules sensorielles pour améliorer considérablement les performances des implants cochléaires.

Améliorations technologiques
Des progrès technologiques devraient permettre d’améliorer les performances des aides auditives et des implants. À ce jour, les implantés cochléaires rencontrent de grandes difficultés en cas de sources sonores multiples ou en présence de sons complexes tels que de la musique. Les chercheurs expérimentent l’augmentation du nombre d’électrodes, du nombre d’impulsions électriques par seconde, ou encore la prise en compte des variations rapides de fréquences.


Traitements transtympaniques

La perte des cellules ciliées résulte en grande partie d’un programme actif de mort cellulaire, appelé apoptose, qui dépend de la nature du stress qui le déclenche (traumatisme acoustique, type de médicament ototoxique, etc.). La connaissance de ces mécanismes a permis d’identifier des cibles thérapeutiques pour s’y opposer.
Ainsi, on songe aujourd’hui à l’utilisation de substances telles que des neurotrophines - pour protéger les neurones et favoriser la repousse des neurites - et des anti-apoptotiques - pour prévenir la mort des cellules sensorielles. Afin d’être en mesure d’administrer ces substances au cœur de l’oreille interne et de façon chronique chez les patients, l’Inserm et le CEA développent actuellement un système de pompe implantable.  Testé chez l’homme, il doit toutefois encore être miniaturisé. Cette pompe sera implantée dans le rocher, une voie couramment utilisée pour les implants cochléaires. Un tel dispositif ne pourra pas être proposé à toutes les personnes âgées malentendantes (presbyacousiques). En revanche, il pourrait être intéressant pour des sujets jeunes atteints d’une presbyacousie précoce et très évolutive.
La pharmacologie locale pourrait prendre une place de plus en plus importante pour protéger les cellules ciliées, préserver celles restantes chez les patients équipés d’un implant cochléaire ou encore prévenir la fibrose locale provoquée par la mise en place d’un implant, qui menace souvent le reliquat auditif des patients.

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Parutions

 
Quand les souvenirs refont surface grâce à la stimulation électrique cérébrale…
 
Ils deviennent alors un outil précieux d’étude de la mémoire à long terme. Les stimulations électriques cérébrales chez certains patients épileptiques peuvent aboutir à la résurgence inattendue de souvenirs. Mais ces souvenirs induits sont rares et n’ont été que très peu étudiés. Des chercheurs ont analysé le contenu, la localisation et les paramètres de stimulation de tous les souvenirs induits publiés depuis 80 ans, pour cerner les « clés » permettant d’accéder aux réseaux de notre mémoire. Cette étude a été publiée le 23 avril 2017 dans la revue Neuroscience and Biobehavioral Reviews.
 
Des stimulations électriques cérébrales de faible intensité sont appliquées lors des bilans pré-chirurgicaux de patients épileptiques ou lors de chirurgies éveillées. Le but de ces stimulations de quelques secondes est de déterminer la connectivité et les limites du réseau épileptique, ou d’établir le rôle fonctionnel des structures stimulées avant d’opérer un patient. Elles sont indolores pour les patients.
De manière intrigante, ces stimulations sont parfois à l’origine de réminiscences. Mettons-nous en situation avec un exemple. Voici ce qu’a ressenti un patient épileptique de 37 ans juste au moment de la stimulation de l’amygdale cérébrale gauche :
« Le patient : Là je sens quelque chose. Quelque chose de déjà-vu. Une image d'un lieu... J'ai vu Pibrac. J'ai grandi à Pibrac… La rue principale. Le médecin : Vous avez vu la rue principale ?  Le patient : Oui. Le médecin : Vous y étiez ? Le patient : Oui… Je suis devant le bar "St Germaine", c'est comme ça qu'il s'appelle. Je marche devant entre la Catalane, le primeur, et St Germaine à Pibrac sur la rue principale. Pas loin de l'église et je marche. »

Il s’agit d’un exemple parmi d’autres : certains patients peuvent entendre la musique publicitaire de Mc Donald ou un morceau des Pink Floyd, revoir une chambre jaune qui leur est familière ou se trouver projetés dans le hall d’entrée de leur lieu de travail.

Wilbur Penfield, un neurochirurgien canadien, fut le premier à induire ce type de réminiscences dans les années 1930. Elles seront reproduites pendant les décennies suivantes par d’autres équipes. Les souvenirs induits correspondaient, selon Penfield, à l’intégralité des expériences passées des individus, les stimulations rejouant à la manière d’un magnétophone le souvenir. Cette théorie d’une mémoire hautement stable, stockant et « rejouant » tout dans les moindres détails, peut paraitre simpliste. Mais il s’agit d’une idée commune, très ancrée dans l’inconscient collectif. Pourtant aucune étude ne s’est intéressée jusqu’à maintenant au contenu réel de ces souvenirs induits, préalable nécessaire pour mieux comprendre les traces de la mémoire et les mécanismes de modulation de celle-ci par les stimulations électriques.

Les chercheurs ont donc revu 80 ans de littérature rapportant des réminiscences induites par les stimulations électriques cérébrales. Ils y ont ajouté leurs propres données. 273 souvenirs ont pu être collectés. Leur contenu a été spécifiquement étudié selon les conceptions modernes de la mémoire, ce qui n’avait jamais été fait. Si l’on suit la pensée de Penfield, une majorité de souvenirs autobiographiques, très riches en détails et correspondant à l’intégralité d’une expérience unique passée, devrait être observée.

Ce n’est pas le cas. Les chercheurs observent de manière surprenante une très large variété de souvenirs, qui couvrent tous les aspects de la mémoire à long terme, allant même jusqu’à des souvenirs de rêves. Mais la plupart d’entre eux sont très pauvres en détails, avec très peu de souvenirs vraiment autobiographiques. Ces résultats ne corroborent donc pas la théorie d’une mémoire hautement stable et suggèrent qu’il s’agit d’un neuromythe. Même si ces souvenirs restent exceptionnels, les résultats de cette étude suggèrent que le rappel de souvenirs pourrait être activé de manière prédictible par une stimulation électrique. En effet les chercheurs démontrent que le réseau de la mémoire ne peut être activé qu’à certains endroits précis. De plus, le contenu des souvenirs dépend de la localisation de la stimulation.

GROUPE  SANGUIN

Cet article fait partie du dossier consacré à l'immunité.
Ensemble d'antigènes portés par les éléments figurés du sang et certaines protéines sériques, génétiquement induits et génétiquement indépendants les uns des autres et se répartissant en systèmes. (L'identification de groupes leucocytaires, plaquettaires et d'immunoglobulines conduit à une définition plus extensive des groupes sanguins, définition limitée à l'origine aux seuls groupes érythrocytaires.)

MÉDECINE
Des antigènes portés par des cellules du sang, et identifiés par des anticorps spécifiques définissent les groupes sanguins. D'un individu à l'autre, au sein d'une même espèce, on constate des variations (allotypie).
Historique
La découverte par Karl Landsteiner, en 1900, du système ABO constitue l'identification du premier système de groupes sanguins. De loin le mieux connu, il est à la base de la transfusion sanguine. Landsteiner et Philip Levine découvrent, en 1927, les systèmes MN et P, puis Levine, en 1939, démontre l'existence du système Rhésus. Le nom de Rhésus donné à cet antigène, résulte d'une confusion au début avec l'antigène LW, défini par Landsteiner et Alexander Wiener par hétéro-immunisation de lapins avec des hématies du macaque rhésus (Macaca mulatta). On compte actuellement plus de 20 systèmes de groupes érythrocytaires, dont les principaux sont, par ordre chronologique de leur découverte : ABO et Hh, MNS, P, Rh, LW, Lutheran, Kell, Duffy, Lewis.
La découverte du système ABO a permis l'essor de la transfusion sanguine, elle-même à l'origine de progrès considérables en médecine, mais surtout en chirurgie. Ainsi s’est développée l'immunohématologie, enrichie, entre 1955 et 1960, par la reconnaissance des antigènes portés par les leucocytes et les plaquettes. Jean Dausset a montré qu'il s'agit d'un système d'histocompatibilité. En 1956 ont été découverts des groupes de protéines sériques.

Le système ABO
Principe
Les membranes des érythrocytes (hématies ou globules rouges) humains possèdent des antigènes appelés agglutinogènes, dont les plus importants et les mieux connus sont les agglutinogènes A et B. Selon la présence ou l'absence de ces deux agglutinogènes sur leurs globules rouges, les individus sont répartis en quatre groupes sanguins principaux : le groupe A (qui possède des agglutinogènes A), le groupe B (agglutinogènes B), le groupe AB (qui possède les deux agglutinogènes) et le groupe O (qui ne possède aucun agglutinogène).
Les anticorps anti-agglutinogènes sont appelés agglutinines. Ils peuvent être hérités ou résulter de l'exposition aux globules rouges d'un autre sujet, par exemple au cours d'une transfusion ou pendant une grossesse (par passage d'hématies fœtales dans la circulation sanguine maternelle). Les agglutinines produites par un individu sont dirigées contre le ou les agglutinogènes absents de ses globules rouges.
Ainsi, les individus du groupe A possèdent sur leurs globules rouges des agglutinogènes A, et ils développeront des anticorps dirigés contre les agglutinogènes du groupe B (agglutinines anti-B). Quand on mélange leur plasma avec des cellules du groupe B, ces agglutinines et les agglutinogènes des cellules B réagissent, produisant l'agglutination des cellules du groupe B, puis leur destruction (hémolyse).
De la même façon, les individus du groupe B possèdent des agglutinogènes B, tandis que leurs anticorps sont dirigés contre les agglutinogènes A (agglutinines anti-A).

Les individus du groupe AB possèdent à la fois les agglutinogènes A et B ; ils n’ont ni anticorps anti-A, ni anticorps anti-B : ils n'ont ainsi aucune agglutinine circulante, sinon ils agglutineraient leurs propres globules rouges.
À l’inverse, les sujets du groupe O, dont les globules rouges ne portent aucun agglutinogène, ont des anticorps dirigés contre les deux types d’agglutinogènes : ils ont des agglutinines anti-A et anti-B ; c'est pourquoi il ne peut leur être transfusé que du sang de leur propre groupe.
Certains sujets possèdent, outre l'agglutinogène A, un agglutinogène supplémentaire appelé A1. Le groupe A est donc subdivisé en groupe A1 (ceux qui possèdent les deux agglutinogènes A) et le groupe A2 (ceux qui n'ont que l'agglutinogène A). Ainsi, on distingue en fait six groupes sanguins ABO : A1, A2, B, A1B, A2B, O.

Détermination du groupe sanguin
Groupes sanguins
La pratique du groupage sanguin dans le système ABO doit comporter obligatoirement deux épreuves : l'une, globulaire, recherche les antigènes sur la membrane des globules rouges avec les anticorps correspondants ; l'autre, sérique, met en évidence les anticorps dans le sérum avec des globules rouges de groupe connu. Un résultat est définitif si les deux épreuves sont concordantes. La détermination des groupes sanguins s'effectue aisément en mélangeant sur une lame les globules rouges d'un sujet avec des antisérums appropriés et en examinant s'il se produit ou non une agglutination.

Compatibilités transfusionnelles
Table de compatibilité des groupes sanguins
Des réactions transfusionnelles hémolytiques graves surviennent en effet lorsque du sang est transfusé à un sujet dont le groupe sanguin est incompatible, c'est-à-dire à un sujet qui possède les agglutinines anti-globules rouges du sang donné (il y a dans ce cas incompatibilité sanguine entre les deux sujets).
Le sang du groupe A peut être transfusé aux individus du groupe A et à ceux du groupe AB, et le sang du groupe B aux sujets du groupe B et à ceux du groupe AB.
Les personnes du groupe AB sont appelées des receveurs universels parce qu'elles n'ont aucune des deux agglutinines anti-A et anti-B (aucun anticorps anti-globule rouge) ; elles peuvent donc recevoir sans risque du sang de n'importe quel groupe. En revanche, leur sang, qui porte les deux agglutinogènes A et B, ne peut être transfusé qu’à des personnes également AB.
À l'inverse, les individus du groupe O sont appelés donneurs universels parce que leurs globules rouges ne portent aucun des deux agglutinogènes A et B ; leur sang ne déclenchera pas de réaction avec des agglutinines et peut donc généralement être injecté à n'importe qui. En revanche, comme ils possèdent à la fois les anticorps anti-A et les anticorps anti-B, ils ne peuvent recevoir que du sang de groupe O.
Groupes sanguins et génotypes
Les groupes sanguins sont héréditaires, et le groupe ABO est porté par un seul locus. Il peut donc y avoir trois types d'allèles A, B et O. L’allèle O est récessif par rapport aux allèles A et B ; les allèles A et B sont, eux, dominants. Plus précisément, s’ils sont présents tous les deux, ils s’expriment tous les deux : ils sont dits codominants.
De sorte qu'un sujet du groupe O présente le génotype OO, celui du groupe A, le génotype AA ou AO, celui du groupe B, le génotype BB ou BO et celui du groupe AB, le génotype AB. Lorsqu'on connaît les groupes sanguins des parents, on peut donc supputer les génotypes possibles de leurs enfants. De même, quand les groupes sanguins d'une mère et de son enfant sont identifiés, il est possible de vérifier qu'un homme de groupe sanguin donné peut ou ne peut pas être le père (un père AB ne peut avoir un enfant O, par exemple). C'est pourquoi la connaissance des groupes sanguins intervient en médecine légale dans la recherche de paternité. Elle ne permet toutefois pas de prouver qu'un homme est le père, mais seulement d'exclure, avec certitude, une éventuelle paternité.

Le système Rhésus
Ce système vient apporter une information supplémentaire à la classification établie par les groupes sanguins érythrocytaires. Il distingue 5 types d'antigènes : D, C, c, E et e. La présence de l'antigène D définit le groupe Rhésus positif, et son absence le groupe Rhésus négatif, les autres antigènes étant présents dans l'un et l'autre cas. Les anticorps correspondant à l'antigène D n'existent pas de façon naturelle mais peuvent apparaître après immunisation, lors d'une transfusion ou d'une grossesse, par exemple.

Les autres systèmes majeurs
En matière de transfusion, on peut tenir compte du système Kell, du système Duffy, du système Kidd et du système MNS. Le plus important, le système Kell, fait l'objet d'une détermination chez les femmes enceintes et chez les multitransfusés et comporte 2 antigènes dont le plus fréquent, l'antigène K, stimule une forte production d'anticorps.
D'autres classifications ont trait à d'autres cellules sanguines : les antigènes propres aux plaquettes (essentiellement PLA 1 et PLA 2) offrent peu d'intérêt en transfusion ; certains antigènes sont propres aux granulocytes ; enfin, le système HLA (Human Leucocyte Antigen) repose sur la classification d'antigènes existant sur toutes les cellules du sang, sauf les globules rouges ; il présente un intérêt en transfusion et doit être pris en considération dans la transplantation de moelle osseuse et d'organe.

Applications
Les connaissances sur les groupes sanguins ont permis la réalisation, sans danger et efficace, de la transfusion sanguine en ajustant la compatibilité entre le donneur et le receveur. Les applications de l'immunohématologie à la pathologie ont également permis d'élucider les mécanismes physiopathologiques de l'incompatibilité fœto-maternelle aux antigènes du système Rhésus et à d'autres systèmes, et le traitement de la maladie hémolytique néonatale par l'exsanguino-transfusion a pu être réalisé. Les résultats des greffes d'organes sont aussi largement tributaires des connaissances approfondies des groupes sanguins.
La connaissance de ces groupes et de leur transmission héréditaire a permis d'asseoir scientifiquement la recherche de paternité.
Elle a amené également la création d'une nouvelle discipline : l'hémotypologie, qui cherche à définir des groupes d'individus, c'est-à-dire des populations, en s'appuyant sur la répartition dans le monde des systèmes de marqueurs génétiques (groupes sanguins, tissulaires et de protéines). Cette discipline a montré qu'il n'existe pas de gènes marqueurs absolus d'une population et que la notion de race n’a pas de fondement biologique. La rareté ou la fréquence de certains gènes peuvent caractériser une population. Ces différences de fréquence peuvent avoir des conséquences sur le type de pathologie observée. Au Japon, par exemple, la maladie hémolytique néonatale Rhésus est pratiquement inconnue en raison de la rareté du groupe Rhésus négatif.

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