Le déclin des fonctions du cerveau dans la plupart des maladies dégénératives est dû à l’agrégation de protéines. Les résultats des études sur la maladie de Parkinson montrent que les agrégats se propagent dans les neurones contribuant ainsi à la neurodégénérescence.

Une fois libérés à la mort des neurones dans lesquels ils sont accumulés, les agrégats se lient à des neurones voisins, traversent leurs parois et amorcent l’agrégation des protéines de cellules saines. Il est montré que l’agrégation d’une même protéine sous différentes formes entraîne des pathologies distinctes.

Les mécanismes de formation et de propagation d’agrégats protéiques pathologiques et les pistes thérapeutiques développées actuellement sont présentées et discutées.

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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).

Avec quatre couples de jeunes étudiants chimistes et journalistes vous partirez autour du monde découvrir que la chimie a besoin du sport pour lui poser des défis dont la résolution lui permet de créer de nouveaux produits et de nouveaux emplois.

Avec l’histoire d’Albert, le ballon de foot des jeux olympiques de 2012, les nouveaux tissus anticourbatures, les chaussures de courses fabriquées à partir de graine de ricin et l’herbe douce des nouveaux terrain de foot issue du pétrole, vous découvrirez les chimistes du sport dans l’exercice de leur métier et comment, sans être un champion sportif, il est possible de travailler agréablement dans le domaine du sport.

La chimie permet de diminuer, voire d’éliminer, les frottements des bolides de Formule 1 grâce aux lubrifiants et aux nouveaux matériaux utilisés pour les revêtements du moteur.
 

Ces nouveaux matériaux sont décrits et les conséquences sur la durée de vie du moteur, sur ses performances ainsi que les retombées sur l’environnement, sont clairement expliquées.

Pour résister à des courbures et à des chocs extraordinaires, pour glisser aussi bien sur la neige que sur la glace, les skis contiennent plus d’une dizaine de composants. Les matériaux utilisés dans chacun de ces composants jouent un rôle important dans la performance du skieur. Les différentes étapes de la fabrication du ski sont expliquées et l’on découvre le rôle important des nombreuses molécules chimiques qui interviennent.

De même vous découvrirez comment chimistes et physiciens se sont aussi associés pour améliorer la glisse et pour skier sur une patinoire.