Cet article transdisciplinaire dans lequel chimie, biologie et physiologie sont intimement mêlés est particulièrement intéressant pour mieux comprendre les facteurs prédisposant au tabagisme.

Après un point sur le diagnostic de l’addiction aux drogues et au tabac, l’auteure explique le mécanisme biochimique de l’addiction à la nicotine et les facteurs de prédiction au tabagisme. Elle démontre notamment la vulnérabilité liée à la génétique et l’ensemble des résultats devrait permettre dans l’avenir de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques d’aide à l’arrêt du tabac.

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.

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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.

Vidéo de la conférence (durée 20:24) : 

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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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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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Les maladies génétiques sont dues à une anomalie sur un ou plusieurs gènes entraînant un défaut de fonctionnement des cellules atteintes. 6000 à 8000 maladies génétiques ont été identifiées, certaines font l’objet de recherche et même d’essais cliniques. Le texte définit ce que sont les notions de génétique, de thérapie génique et décrit sur un exemple, la maladie d’Huntington, les différentes étapes de la découverte d’un gène-médicament. Trois chercheurs décrivent leur travail ainsi que leurs collaborations. Un test pour évaluer les connaissances termine cet exposé.

Une version PDF et une version multimédia interactive pour tablette ou ordinateur (e-book et application) sont disponibles.

Objectif : Comprendre la maladie génétique afin de produire des médicaments efficaces.

Le centre d'imagerie biomédicale de Saclay possède un des cinquante imageurs les plus performants au monde - une IRM fonctionnelle avec un aimant d'une puissance de 7 Tesla, et met au point actuellement la première IRM de 11,7 Tesla. Les structures du cerveau et les mouvements des molécules d'eau qui le composent à 80 % peuvent être désormais visualisés avec une grande précision, ce qui permet d'étudier notamment le développement du cerveau de l'enfant et les troubles de la coordination motrice tels que la dyspraxie.

La technique dite Structure Based Drug Design (SBDD) combine à la fois les progrès de la chimie, de la biologie moléculaire et cellulaire, de la pharmacologie et de la simulation numérique. Cette technique est illustrée ici par des exemples.

Des molécules spécifiques pour chélater le cuivre par ciblage de molécules du foie et leur mode d’action sont présentés ici avec pour objectif de vaincre la maladie de Wilson (excès de cuivre dans le foie).

Dans l’hypothèse d’un rejet accidentel de radionucléides, de nouveaux agents « décorporants » de l’uranium sont  proposés et étudiés par modélisation moléculaire.

Des molécules bioactives sont aussi présentées pour lutter contre le cancer tels que des inhibiteurs de glycosidase ou des  antioxydants.