Agnès Vernet

L’éthique et les difficultés techniques freinent la compréhension fine des mécanismes qui contrôle le développement des embryons humain. Dans une puce microfluidique, une équipe américaine a reproduit les quatre premiers jours d’un embryon humain. C’est une avancée technologique cruciale pour étudier les phases primordiales du développement embryonnaire, qui a été présentée dans Nature.

Pourquoi c’est important. Pour l’instant, la science ne dispose pas des bons outils pour étudier le développement embryonnaire précoce. L’éthique protège la manipulation des embryons humains et le développement des embryons de souris diffère de celui des primates. Or mieux comprendre ce phénomène est très important pour la médecine, en particulier pour espérer lutter contre les fausses couches.

Une équipe de l’École de médecine Harvard, à Boston, a conçu un protocole pour conserver des foies en attente de greffe à -4°C, sans les détériorer. Avec cette technique, les greffons humains pourraient être conservés 27 heures, soit trois fois plus longtemps que les délais actuellement mesurés aux Etats-Unis. Ces résultats prometteurs sont publiés dans Nature Biotechnology.

Pourquoi c’est intéressant. Alors que les besoins en transplantations augmentent d’année en année, mais pas le nombre d’organes disponibles, améliorer les conditions de conservation des greffons est une voie intéressante pour augmenter le nombre d’organes disponibles. De bons résultats ont déjà été obtenus pour le rein, et désormais pour le foie.

Il y a des pas qui marquent l’histoire, comme ceux d’Armstrong sur la Lune. Et peut-être ceux de cet animal préhistorique semblable à un ver, dont le fossile, vieux de 550 millions d’années (Ma), semble suivi de la trace de son déplacement. Cela suggère que cet animal, quoique très primitif, était capable de mobilité!

Pourquoi c’est important. Ce fossile date de l’Édiacarien, il y a plus de 540 millions d’années. Cette période précède le Cambrien, lui-même caractérisé par une explosion de la biodiversité. Ces formes de vie annoncent le foisonnement ultérieur des espèces animales, mais leur analyse est âprement discutée par les experts.

Ce crâne a 3,8 millions d’années. Découvert en 2016 en Éthiopie, il constitue un objet exceptionnel: d’abord par son état presque complet, mais aussi parce qu’il montre le visage d’Australopithecus anamensis, la plus ancienne espèce d’australopithèque connue, pour laquelle la communauté scientifique ne disposait que de traces fragmentaires. Il est présenté dans la revue Nature.

Pourquoi c’est exceptionnel. Ces restes préhumains présentent certaines caractéristiques morphologiques d’espèces plus anciennes et d’autres d’australopithèques plus récents. Leur datation indique aussi une cohabitation d’au moins 100’000 ans avec Australopithecus afarensis (une espèce notamment représentée par Lucy). Ces résultats remettent en cause la vision linéaire traditionnelle de l’origine du genre Homo, où chaque espèce aurait succédé à une autre sans chevauchement.

Qu’elles sont agaçantes, ces personnes qui sont fraîches comme des gardons après seulement quatre ou six heures de sommeil. Leur secret a été en partie percé grâce aux travaux de neurologues de l’Université de Californie, à San Francisco. La mutation d’un récepteur à l’adrénaline peut conférer ce super pouvoir, d’après des travaux parus dans la revue Neuron.

Pourquoi c’est intéressant. De nombreux grands hommes (Napoléon, Victor Hugo, Winston Churchill…) étaient aussi de petits dormeurs. Le fait de peu dormir est un avantage immense au regard de l’histoire. Comprendre comment leur cerveau fonctionne avec si peu de repos, sans conséquences néfastes sur le long terme, est un défi pour les neurosciences. C’est aussi une piste pour aider les personnes souffrant de troubles du sommeil.

Les oscillateurs biologiques répondent aux mêmes lois physiques que les pendules, d’après les travaux de l’équipe de Félix Naef à l’Institut de bio-ingénierie de l’Ecole polytechnique de Lausanne (EPFL). Ces spécialistes ont démontré que l’horloge circadienne, qui traduit l’adaptation du vivant à l’alternance jour nuit, est synchronisée avec le cycle de division cellulaire, ce qui a d’importantes répercussions biologiques.

Pourquoi c’est intéressant. En 1665, le physicien hollandais Christian Huygens a observé que deux pendules placés côté à côté tendent à mutuellement se synchroniser. Ces chercheurs suisses prouvent que les horloges biologiques répondent aux mêmes lois. Cette avancée fondamentale ouvre une nouvelle voie d’étude des cancers.

Certains requins, présentent une bien étrange caractéristique: au fond des eaux, ils sont fluorescents, c’est-à-dire que leur peau restitue la lumière reçue sous la forme d’une lueur verdâtre! Des chercheurs ont découvert pourquoi: ces requins présentent des molécules fluorescentes jusqu’alors inconnues.

Pourquoi c’est intrigant. Ces requins viennent rejoindre de nombreuses espèces connues pour être biofluorescentes: des coraux, des anguilles, différents poissons et même une tortue marine. Mais le mécanisme biologique à l'œuvre est ici radicalement nouveau. De plus, certaines de ces protéines fluo présentent d’intéressantes propriétés antimicrobiennes.

Recomposer et reproduire en temps réel une discussion prononcée à partir des signaux émis par le cerveau, sans en enregistrer le son: c’est la prouesse neurotechnologique présentée ce 30 juillet dans Nature Communication par des chercheurs de l’Université de Californie à San Francisco, menés par Edward Chang.

Pourquoi c’est intéressant. À terme, l’objectif de ces travaux est de lire dans les pensées. Pas pour espionner les motivations réelles de votre voisin de bureau mais pour aider des patients ayant perdu l’accès à la parole, comme en cas de locked-in syndrome, à communiquer.

Le développement musculaire des souris dépend de leur microbiote intestinal, d’après des recherches publiées dans Science Translational Medicine. Une découverte dont les applications potentielles s’annoncent puissantes pour la médecine de demain.

Pourquoi c’est intéressant. Depuis la découverte de l’importance et de la diversité du microbiote, les recherches sur le sujet se multiplient, révélant le rôle des bactéries intestinales sur par exemple l’immunité ou le cerveau. Or, les muscles squelettiques représentent 40 à 50 % de notre masse, et ils sont fortement influencés par la nutrition. De quoi entrevoir ce que la médecine ou le sport pourraient en faire.

Les applications mobiles de suivi du cycle menstruel, dites «femtechs», constitue une nouvelle source d’information pour la science. En analysant les données de deux d’entre elles, des chercheurs de l’EPFL et de Stanford montrent que les informations recueillies éclairent sur la physiologie menstruelle des utilisatrices. Une nouvelle démonstration du potentiel de l’épidémiologie digitale.

Pourquoi c’est intéressant. L’épidémiologie du cycle menstruel reste mal connue. Les méthodes traditionnelles de suivi sont peu efficaces. Et pourtant le cycle menstruel peut être associé à différents troubles (douleur, migraine, syndrome prémenstruel), voire s’immiscer dans des maladies chroniques comme le diabète ou des troubles psychiatriques.

Explorer et stimuler le cerveau, comprendre l’épilepsie ou rendre un peu de dignité aux personnes paralysées, grâce à divers systèmes électroniques implantables dans le cerveau: les promesses des recherches menées au Wyss Center de Genève, ouvert il y a tout juste cinq ans, sont nombreuses.

Ce centre scientifique de pointe, hébergé au Campus Biotech et où travaillent une quarantaine de chercheurs, est entré dans son rythme de croisière, mais doit aussi faire face à de nombreux défis. Le point avec Claude Clément, directeur de la technologie du centre, qui détaille ses principaux projets.

A partir d’un grand nombre d’images du même endroit du corps humain réalisées par coupes après une biopsie, il est possible d’entrainer un algorithme de deep learning à distinguer la présence de tissus tumoral sans annotation préalable. C’est ce que montrent des chercheurs du Memorial Sloan-Kettering Cancer Center à New York dans un article paru dans Nature Medecine.

Pourquoi c'est intéressant. Les aides numériques à la décision diagnostique sont en plein boom. En particulier pour détecter et classer, par leur degré de gravité, les tumeurs sur des images cliniques. Des exemples, annotés par les médecins, étaient jusque-là nécessaires aux logiciels d’intelligence artificielle pour apprendre à distinguer le tissu cancéreux du tissu sain. Avec ces nouvelles recherches, cette étape deviendrait caduque.

Le sommeil de votre poisson rouge n'est pas si différent du vôtre, selon des recherches menées à l'Université Stanford, en Californie, et publiées dans Nature. En étudiant le sommeil de poissons-zèbres, des biologistes ont retrouvé une architecture similaire à celle des mammifères, à savoir: l’alternance de phases de sommeil lent avec des phases de sommeil actif.

Pourquoi c’est intéressant. Le poisson-zèbre est un animal modèle remarquable pour la recherche. Ses larves sont transparentes, une particularité très utilisée pour examiner les phénomènes biologiques au microscope. L’animal est aussi étudié afin de mieux comprendre l’épilepsie. Si son sommeil ressemble à celui des humains, il pourrait faire progresser la science sur cet état biologique et les pathologies associées.

Nous ne sommes pas tous égaux face au sport et certains bénéficient d’une aide discrète. D’après des recherches menées par l’Université et l’École de médecine Havard, le microbiote de marathoniens s’adapte à l’effort et pourrait participer à leur performance, bien que l’importance de cet effet reste à mesurer.

Pourquoi c’est intéressant. Le microbiote intestinal, c’est-à-dire l’ensemble des bactéries qui colonisent naturellement l’appareil digestif, est étudié dans de nombreuses situations pathologiques (infections, maladies chroniques, obésité, diabète voire cancer). Considéré comme un organe à part entière, le microbiote serait susceptible d’être optimisé au service de la performance, montrent ces résultats.