Cet exposé pédagogique fait un point très documenté, mais néanmoins accessible à tous, sur les récentes avancées concernant la maladie d’Alzheimer qui est actuellement la principale cause de démence du sujet âgé, alors même que l’identification de la maladie est difficile.

On ne dispose actuellement que de quelques traitements symptomatiques où l’on cherche à combattre les effets de la maladie, alors que les récents progrès de l’imagerie montrent que les lésions cérébrales marqueurs de la pathologie apparaissent 10 à 20 ans avant les symptômes et que ces données sont fondamentales pour des décisions thérapeutiques visant à ralentir ou à endiguer la progression de la maladie. Les traitements ciblant les mécanismes causaux pourraient être plus pertinents dans cette phase précoce, bien qu’elle soit difficile à identifier à l’échelle de la population. Ces mêmes mécanismes interviendraient aussi dans la phase déclarée de la maladie et déclencheraient des mécanismes secondaires qui constituent des cibles potentielles pour combattre les effets de la maladie.

Les récentes approches thérapeutiques visent la modification de la maladie et sont des défis pour la chimie médicinale. Le panorama des différentes pistes montre que toutes ne sont pas aussi pertinentes, que leur efficacité dépend du stade de la maladie et qu’elles nécessitent des études cliniques de grande ampleur et de multiples traitements simples ou en combinaison.

Vidéo de la conférence (durée 38:58) : 

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Le Professeur Agid, spécialiste de la maladie de Parkinson, montre qu’il est difficile de différencier le vieillissement normal et la neurodégénérescence sur le plan clinique, le plan neurophysiologique, histologique et biochimique.

Cependant, dans le vieillissement normal, la perte de neurones, si elle existe, est très faible, mais les terminaisons nerveuses disparaissent et la connectivité diminue. Au contraire, dans la maladie d’Alzheimer et les autres maladies dégénératives, il y a perte de neurones. Cette perte de neurone est associée à des signes histopathologiques qui peuvent apparaitre très tôt, et le tout évolue beaucoup plus vite.

Il existe des facteurs de vulnérabilité dans le cerveau des sujets malades comme dans celui des sujets normaux, mais il existe aussi des compensations chimiques de la mort cellulaire dont les mécanismes sont importants à comprendre pour développer de nouveaux traitements.

Vidéo de la conférence (durée 35:12) : 

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Présentation d’une approche transdisciplinaire très récente de l’étude du système nerveux, associant l’optique et la génétique, pour identifier les réseaux neuronaux et comprendre leur fonctionnement.

La biologie est étroitement associée à la biochimie et à la physique dans ces nouvelles méthodes utilisées pour visualiser l’activité des neurones, manipuler à distance cette activité et établir les réseaux de connectivité.
Ces nouveaux outils, utilisés sur le modèle du poisson zèbre, mettent en évidence l’existence d’une boucle mécano-sensorielle activée par la torsion mécanique et modulant les circuits de la moelle épinière.

Vidéo de la conférence (durée 31:43) : 

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Les techniques d’imagerie cérébrale permettent l’étude non traumatique du cerveau humain en activité. Elles sont particulièrement fécondes pour l’avancement des neurosciences.

Les techniques d’imagerie cérébrale permettent l’étude non traumatique du cerveau humain en activité. Elles sont particulièrement fécondes pour l’avancement des neurosciences.
Deux de ces techniques sont présentées et utilisées de façon complémentaire pour étudier l’état du cerveau au cours d’une tâche et au repos : l’IRMf (imagerie par résonance magnétique fonctionnelle) et TEP (tomographie par émission de positons).

La première permet d’étudier la variation d’oxygénation sanguine, la seconde d’établir la cartographie de l’activité cérébrale. Deux processus d’évolution du glucose produisent l’énergie utilisée par le cerveau pour transmettre l’information. L’activité énergétique du cerveau au repos consomme 80% de l’énergie disponible et consiste à supporter l’activité synaptique de l’ensemble des réseaux de neurones : tout se passe comme si la bibliothèque de comportement et de tâche cognitive était activée en permanence pour être prête à l’action. Cette activité intrinsèque, plus faible chez l’enfant, est une caractéristique universelle des êtres vivants.

Vidéo de la conférence (durée 26:30) : 

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Cet article résume l’état de l’art sur les nouvelles techniques d’imagerie par méthodes optiques et notamment la méthode nanoscopique de fluorescence à très haute résolution (prix Nobel de chimie 2014) qui a nécessité le développement de nouveaux biosenseurs.

Cette méthode permet de travailler sur le neurone vivant et de comprendre la dynamique d’organisation des synapses. Les nouvelles techniques de super-résolution visualisent les récepteurs et les vésicules au niveau individuel et permettent d’obtenir des images 3D. Les techniques de marquage très complet des différents types de neurone avec des sondes et des biosenseurs spécifiques localisent les récepteurs de neuromédiateurs et étudient leurs propriétés et leur rôle dans la transmission synaptique. Ces techniques sont utilisées pour tester l’effet d’agents pharmacologiques sur le système synaptique et les manipulations optiques permettent d’intervenir sur le fonctionnement des récepteurs.

Vidéo de la conférence (durée 22:45) : 

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Après un rappel sur les constituants du cerveau (neurones et cellules gliales) l’auteur explique la chimie du système de communication au niveau de la synapse, et tout particulièrement celle des récepteurs membranaires.

Après avoir présenté les différentes familles de récepteurs et leur adaptation à la reconnaissance des molécules extrêmement diversifiées, il explique leur fonctionnement sur l’exemple des neurorécepteurs des drogues d’abus. Ces récepteurs sont importants car ils sont la cible de médicaments comme les antipsychotiques.

Ce chapitre permet de mieux comprendre la complexité de cette machinerie biochimique complexe mais finement réglée, dont toute modification du réglage entraine des pathologies.

Vidéo de la conférence (durée 31:25) : 

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L’histoire de l'humanité est liée à celle des matériaux, à la maîtrise du feu et à la possibilité d’obtenir des températures élevées. Cependant l'observation de la nature montre que le vivant a depuis longtemps appris à fabriquer ses propres matériaux dans des conditions beaucoup plus douces, à l’exemple des diatomées qui élaborent de fines architectures de verre à partir de la silice dissoute dans les océans.

L’auteur a développé une ‘chimie douce’ qui permet de construire un réseau de silice par condensation de précurseurs moléculaires en solution. Compatible avec la chimie organique, la polymérisation inorganique conduit à la synthèse de matériaux originaux tels que les hybrides organo-minéraux. Ces nouveaux matériaux, élaborés à basse température, trouvent aujourd'hui de nombreuses applications industrielles et biologiques.

Objectif : Montrer qu’en s’inspirant de la nature, on peut « construire » des matériaux par condensation de précurseurs en solution, dans des conditions assez douces pour respecter des espèces biologiques telles que protéines, enzymes etc, voire même des organismes vivants (microalgues).