Imagerie de fluorescence by Lavoisier S.A.S.

01-Edito_308.qxd:Gab edito

25/02/10

12:23

Page 1

ÉDITO L’homme a toujours été fasciné par l’image. Pas seulement la sienne, celle des autres et du monde qui l’entoure. Au symbolisme naïf de l’art rupestre ont succédé les représentations antiques des esthétiques gréco-romaines et égyptiennes, puis les premières planches anatomiques, dont celles de Léonard de Vinci et son fameux homme de

Vitruve, datant de la fin du XVe siècle de notre ère.

Synapses géantes vues en coloration Brainbow (voir p. 26)

Un siècle plus tard, en 1595, un ingénieux hollandais fabriquant de lentilles, Zacharias Janssen, construisit le premier microscope qui, après quelques améliorations, devait permettre au Britannique Robert Hooke de découvrir la cellule, en 1665. Le XVIIe siècle fut un tournant dans la perception du monde, marquant l’ouverture d’une première fenêtre sur l’infiniment petit, précédée de peu par celle sur l’infiniment grand, avec l’invention du télescope par un religieux français, Marin Marsenne.

De cette révolution naquit la biologie « moderne », accompagnée du bouleversement de nombreux dogmes relatifs aux pathologies, à la reproduction ou simplement au fonctionnement des organismes des différents règnes. La discipline n’aura dès lors de cesse que de se complexifier, de se ramifier en autant de spécialités que d’échelles de taille approchées, au gré des innovations technologiques de visualisation du vivant.

L’observation du monde intérieur restait cependant encore un jardin réservé aux initiés, aux scientifiques. À l’exception des lames histologiques colorées, le quidam n’avait, au mieux, droit qu’à des croquis, des dessins, fidèles certes mais qui n’était qu’une représentation de la réalité biologique. Celle-ci apparaît finalement au grand jour avec les possibilités offertes, au XXe siècle, d’abord par la photographie, radiologique notamment, puis par les systèmes d’imagerie dynamique (film, échographie, Doppler) et tridimensionnelle (scanner et IRM), enfin par des microscopes de plus en plus puissants (électronique, confocal, à force atomique).

Mais il manquait encore une touche colorée pour distinguer les tissus, les cellules et mieux encore les protéines qui composent ces dernières. La fluorescence, découverte à la fin du XIXe siècle par le physicien français Georges Sagnac, et son adaptation à la microscopie par l’Autrichien Carl Reichert au début du XXe siècle, est à ce jour la technique la plus utilisée pour y parvenir. Ses couleurs vives font du vivant une véritable œuvre d’art, une représentation aussi spectaculaire aujourd’hui que pouvait l’être pour les premiers hommes le monde qu’ils dessinaient. G

Safi Douhi Pour vos réactions et vos commentaires, une seule adresse : biofutur@lavoisier.fr

BIOFUTUR 308 • MARS 2010 1

Abonnez-vous_2010

27/11/09

14:28

Page 2

Abonnez-vous à Retrouvez dans chaque numéro des bioactualités Découvrez une analyse critique des politiques de recherche et des phénomènes de société liés aux avancées de la biologie dans le monde.

des biorecherches Suivez les comptes-rendus des travaux les plus récents en sciences de la vie.

des bioentreprises Retrouvez des données économiques, des profils d’entreprises, des informations sur les fusions et acquisitions des sociétés de biotechnologie et des grands groupes pharmaceutiques.

des dossiers et des articles de synthèse Découvrez des informations qui couvrent les domaines de la biologie, de la santé, de l’agroscience et de l’environnement.

*Tarif valable jusqu’au 31/12/10

BULLETIN D’ABONNEMENT

Tarif papier 2010*

Union européenne Suisse

Reste du monde

À retourner à : Lavoisier - Abonnements Biofutur 14, rue de Provigny 94230 CACHAN CEDEX Tél. 01 47 40 67 68 - Fax 01 47 40 67 02 email : abo-biofutur@lavoisier.fr - web : www.biofutur.com

Particulier étudiant et enseignant

103 e

125 e

98 e

122 e

institution

189 e

219 e

J Oui, je souhaite m’abonner à Biofutur J Paiement par chèque ou carte de crédit

Pour les formules on line ou papier + on line, nous consulter

Mes coordonnées

du montant de ..................................... e

J Chèque joint à l’ordre de Lavoisier J Carte J Carte bleue-visa J Eurocard-master card Numéro Je note les 3 derniers chiffres du numéro au verso de ma carte bancaire

(sur justificatif)

Nom

Prénom

Adresse personnelle

Code postal

Date et signature

Ville

Téléphone E-mail

date d’expiration de ma carte

Conformément à l’article 27 de la loi informatique et libertés, vous disposez d’un droit d’accès et de rectification des données vous concernant. Sauf opposition de votre part, ces informations pourront être utilisées par des tiers.

03-sommaire_308

26/02/10

14:38

Page 3

C. MAÎTRE/INRA

o m m a i r e M A R S

N° 308

01 05

ÉDITORIAL

BIOÉVÉNEMENT

BIORECHERCHE

BIOENTREPRISE

2 0 1 0

BIOACTUALITÉ Révision des lois de bioéthique : aucun grand bouleversement en vue. S. Franrenet Polémiques autour des banques privées de sang placentaire. S. Franrenet La recherche biomédicale américaine vacille. P. Deroin

Biotrace tourne son regard vers le Sud. A. Aurias

Un interrupteur à neurones… lumineux ! A. Aurias Une piste verte pour combattre malaria et choléra. A. Aurias Le silence des rétrovirus endogènes expliqué. A. Guiguen Des ribosomes « évolués » traduisent des quadruplets. S. Douhi Des « nanoteignes » pour réparer les vaisseaux endommagés. L. Cavicchioli La bactérie qui revenait du froid. S. Douhi Comprendre et améliorer la production d’hydrogène par des algues. A. Aurias Amphibiens dans la brume… A. Guiguen

Le Camelidae est-il l’avenir de l’immunothérapie ? A. Aurias In Cell Art et Sanofi-Pasteur, plus que jamais partenaires. S. Ayrault Biovista Inc et la FDA collaborent à une initiative de sécurisation de la médication. G. Andujar Déception pour un traitement anti-VIH de Merck. P. Deroin L2D : accélérer le passage de la paillasse à la clinique. S. Douhi Des tubes dans ton iPhone. A. Aurias

25 Imagerie de fluorescence • Brainbow : un kaléidoscope moléculaire pour visualiser les neurones. S. Fouquet, K. Matho, K. Loulier, E. Bauer, J. Livet • La fluorescence en chirurgie : une application clinique de l’imagerie moléculaire. P. Rizo, J.-M. Dinten, I. Texier • Vers de nouveaux nanomarqueurs fluorescents pour l’imagerie biomédicale. T. Pons, B. Dubertret 34

• La fluorescence chlorophyllienne au service des productions végétales. M. Eyletters, D. Ooms, M.-F. Destain

BIOLOGIE MARINE. C. Leblanc, P. Potin L’air iodé du bord de mer : de la défense des algues à la formation des nuages

ENTRETIEN. Propos recueillis et traduits par S. Souhi Singapour, moteur hybride de la recherche biomédicale asiatique

57 59 60

BIOFORMATION. A. Aurias Grenoble restructure son mastère de management en biotechnologies QUELQUES PAGES AGENDA. D. Vasserot

57 BIOFUTUR 308 • MARS 2010 3

Collection Biof 2008

11/02/09

11:06

Page 1

Complétez votre collection

en commandant les anciens numéros Année 2008 284 - Janvier 2008 - Champignons et bactéries, les secrets de leur vie commune

291 - Septembre 2008 - Toxicologie nucléaire. De la molécule aux écosystèmes

Révision de la loi de bioéthique, Des singes clonés, Forum entreprises-doctorants, Sécurisation des produits sanguins, Décryptage du génome du tilapia, Immunité des insectes, Mortalité des abeilles aux États-Unis, Biotechs en Inde…

Entretien avec Arnold Migus, TGF-β et mélanome cutané, Droit environnemental, Invitrogen, Noyau cellulaire en 3D, Cancer de la prostate, Homo antecessor, Nacre et biominéralisation, Métagénomique marine, R&D française en déclin…

285 - Février 2008 - Biodiversité des villes, une préoccupation nouvelle

292 - Octobre 2008 - Sérums antivenimeux (+ supplément Bioterritoires 2008)

OGM et agriculture biologique, La mini-caméra POCI, Ouverture de l’Institut de recherche en biothérapie, Collaboration Hybrigenicsl’Oréal, Mélanome, Imagerie optique, Biotechs en Eure-et-Loir, Brevetabilité des souris transgéniques…

Le médaillé d’or du CNRS, Génomique personnelle, Photosynthèse artificielle, Symposium bioproduction, Résistance au VIH, Police criminelle et empreintes génétiques, Sclérose latérale amyotrophique, Cours de Génie génétique pour politiciens, Écosystèmes dentaires

286 - Mars 2008 - Le langage caché des phéromones Projet de loi « OGM », 120 ans de l’Institut Pasteur, Maladie d’Alzheimer, Bilan 2007 des nouveaux médicaments, Nanoparticules et santé, Stockage du carbone dans les sols, École supérieure d’ingénieurs de Luminy…

287 - Avril 2008 - Les biotechs à l'heure du lapin Une arche de Noé au Spitzberg, 582 gènes de la diversité humaine, Tyrosines kinases et hémopathies, Un nouveau plan Alzheimer, Où en sont les bioplastiques, Biotechs en Ontario, Regroupement de brevets…

288 - Mai 2008 - Ingénierie des protéines Projet de loi « OGM », Sexualité et bactéries, Les biocarburants remis en question, L’Europe et les fondations de recherche, Une formation en biotraçabilité-biodétection-biodiversité à Montpellier…

289 - Juin 2008 - Les rouages de l'évaluation de la recherche

293 - Novembre 2008 - Paludisme : dossier non classé Thérapie laser à « crâne fermé », Poisson gras et dégénérescence maculaire, Opportunités de financement pour la recherche et l'innovation, LipidomicNet, XIIIe congrès mondial de l’eau, Pfizer, Évolution du pouce opposable, REACH et industrie cosmétique, Concentric Medical, Criquets OGM, Projet Eden, …

294 - Décembre 2008 - Du raisin au vin : obtenir et conserver la qualité Attractivité des carrières universitaires, Évaluation de l’Inserm, Microsoft et imagerie médicale, Modèle pour la mucoviscidose, Âge du VIH, Retrouvez Embryon 3D, Canaux ASIC, Écosse, Drépanocytose... les sommaires détaillés

sur

www.biofutur.com

MetaHIT et l’analyse du métagénome humain, Traiter des leucémies à l’arsenic, Lutte antimoustique et double-résistance, Syndrome métabolique, Génomes de protozoaires, Neurosciences et éthique, Biotechs en Finlande…

290 - Juillet-Août 2008 - Ethnopharmacologie. Des savoirs traditionnels aux médicaments de demain Nouvelle piste contre le VIH, Opération Campus, Embryons hybrides, Migraine, Libre arbitre, Pertinence du modèle murin, Bioéthanol, Eco-solution, Réorganisation de l’Inserm, Hévéaculture, Radiothérapie, Portrait des Phisalix…

BON DE COMMANDE à retourner à : Lavoisier - Commandes Biofutur 14, rue de Provigny - 94236 CACHAN CEDEX Tél. 01 47 40 67 68 - Fax 01 47 40 67 02 email : abo-biofutur@lavoisier.fr - web : www.biofutur.com

Année 2008

J Oui, je souhaite commander le(s) numéro(s) de Biofutur (ISSN 0294-3506) que j’ai choisi(s) dans le tableau ci-contre. J Oui, je souhaite commander la collection complète de Biofutur 2008 pour 85 € au lieu de 132 € J Chèque joint d’un montant de................... € à l’ordre de Lavoisier Numéro Quantité Prix Montant de unitaire * ma commande J Carte de crédit (CB, Visa, MasterCard) d’un montant de ............... € 284 12 € € 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 Tout 2008

12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 85

€ € € € € € € € € € €

Numéro Je note les 3 derniers chiffres du numéro au verso de ma carte bancaire

Date et signature

Date d’expiration de ma carte Mes coordonnées Nom

Prénom

Adresse personnelle

Montant total de ma commande * frais de port compris

Code postal Téléphone

Ville E-mail

05-07_bioactus_308

25/02/10

17:46

Page 5

Bio actualité RECHERCHE BIOMÉDICALE

Révision des lois de bioéthique : aucun grand bouleversement en vue Au fil de 561 pages, le rapport de la mission d’information pour la révision des lois de bioéthique présente 95 propositions qui n’augurent aucun grand chamboulement législatif.

onformément à son article 40, la loi de bioéthique (1) aurait dû être révisée l’an passé. Accusant un léger retard, elle sera bientôt présentée au Parlement, qui l’évaluera à l’aune du rapport de la mission d’information chargée de préparer la discussion. Rendu public le 20 janvier (2), ce document présente 95 propositions qui, si elles laissent entrevoir quelques modifications notables, n’annoncent aucun grand bouleversement. Pour preuve, son rapporteur, Jean Leonetti, préconise de maintenir l’interdiction de la gestation pour autrui, de même que celle sur la recherche embryonnaire, toujours autorisée à titre dérogatoire mais sans limite à cinq ans comme c’est le cas à présent, et du

(1) Loi n° 2004-800

transfert d’embryon post mortem. Le rapport ouvre cependant une brèche en proposant que la femme puisse y recourir « à titre exceptionnel, lorsque le projet parental a été engagé mais a été interrompu par le décès du conjoint ». Fort de cet esprit d’ouverture, la notion de « don croisé » permettant un échange d’organe compatible entre deux familles sous condition d’anonymat est introduite. Du côté de l’assistance médicale à la procréation, le député Leonetti souhaite assouplir ses conditions d’accès (ne plus exiger deux ans de vie commune pour les couples pacsés, qui doivent toujours être formés d’un homme et d’une femme*1) mais recentrer son recours en priorité sur la résolution d’un problème « d’ordre médical ». Le rapport suggère également, parmi les nombreux autres thèmes abordés, d’adjoindre le dépistage de la trisomie 21*2 au diagnostic préimplantatoire, conformément à l’avis rendu par le CCNE*3 en octobre 2009 (3). G Sandra Franrenet

du 6 août 2004 relative à la bioéthique, www.legifrance.gouv.fr/ affichTexte.do?cidTexte= JORFTEXT000000441469 (2) www.assemblee-nationale. fr/13/rap-info/i2235.asp (3) Avis n°107 sur les problèmes éthiques liés aux diagnostics anténatals : le DPN et le DPI, 15 octobre 2009

*1 Une partie des membres de la mission s’est déclarée favorable à l’accès des femmes célibataires rencontrant des problèmes de fertilité à l’AMP. *2 Certains membres de la mission ont exprimé leurs réserves sur l’opportunité de ce dépistage. *3 Comité consultatif national d’éthique

Polémiques autour des banques privées de sang placentaire Considéré comme un déchet opératoire, le cordon ombilical pourrait bientôt valoir de l’or. La raison : une proposition de loi visant à autoriser l’implantation de banques privées de sang placentaire. Soutenu par certains scientifiques, ce texte a provoqué de vives réactions dans le milieu médical. Face à la polémique, l’Agence de la biomédecine cherche à clarifier la situation.

i la greffe allogénique de sang de cordon – greffe faisant appel à un donneur qui n’est pas le patient –, n’a plus à faire ses preuves, la greffe autologue – dans laquelle le donneur est le patient – ne repose « sur aucun fondement scientifique », martèle l’Agence de la biomédecine en réaction à la récente proposition de loi du député Damien Meslot. Soutenu par certains scientifiques, ce texte propose d’autoriser l’implantation de banques privées de sang placentaire en France. L’objectif : permettre aux parents de conserver, via un établissement à but lucratif, le cordon de leur enfant au cas où il développerait une hémopathie maligne ou une maladie héréditaire et qu’il aurait besoin d’un greffon compatible pour se soigner. « Inutile voire dangereux », rétorquent les contradicteurs, parmi lesquels Catherine Faucher, médecin greffeur à l’institut Paoli-Calmette de Marseille et

référent thérapie cellulaire et greffe de moelle osseuse à l’Agence de la biomédecine : « Seule la greffe allogénique peut agir efficacement car elle suppose de transplanter le système immunitaire d’un donneur sain. Les lymphocytes du donneur vont agir dans l’organisme du receveur comme une immunothérapie et aller détruire, notamment, les cellules malades. Ce processus ne peut en revanche pas se produire quand on utilise les seules cellules du patient puisqu’il n’y a pas réaction immunitaire. » Plus grave encore, le greffon autologue, dans les cas de cancers du sang, aurait pour inconvénient de réinoculer au patient des cellules malades. Il est en effet établi que nombre de leucémies de l’enfant sont présentes dès la naissance. Dernière ombre au tableau : la qualité des greffons. Ces derniers contenant souvent peu de cellules, il faut parfois deux cordons pour soigner un malade, or personne ne naît ainsi… La France a donc pris le parti de ne stocker que les greffons répondant à des critères drastiques*, attitude qui la place au 2e rang mondial pour le ratio unités cédées/unités stockées (1). « L’avenir est aux banques publiques », conclut Catherine Faucher, qui annonce que trois nouvelles structures devraient ouvrir courant 2010, ce qui portera le nombre total S. F. d’établissements à huit. G

CELLULES SOUCHES

BIOFUTUR 308 • MARS 2010 5

Les critères de sélection appliqués en France font que seuls 30 % des cordons sont conservés.

* Volume supérieur à 70 mL et plus de 2.106 cellules souches au total avant conservation (1) www.senat.fr/noticerap/ 2007/lc187-notice.html

05-07_bioactus_308

25/02/10

17:46

Page 6

Bioactualité

(

ÉTATS-UNIS

La recherche biomédicale américaine vacille L’université de Rochester publie une analyse pessimiste de l’état de la recherche biomédicale américaine qui serait en passe de devenir un colosse aux pieds d’argile.

i les États-Unis sont devenus le moteur mondial de la recherche biomédicale, c’est avant tout grâce à leur décision de doubler le budget des NIH entre 1994 et 2003, initiative à laquelle, le secteur privé avait emboîté le

En 2008, l’investissement en R&D biomédicale des NIH et de l’industrie américaine a baissé (en dollars constants de 2008) et ce, avant même la tempête économique qui a envenimé la situation.

(

pas. Depuis, le budget des NIH piétine, bien que Barack Obama ait indiqué qu’il souhaitait une relance et la crise financière a contraint l’industrie à devenir frugale. Dès 2007 et 2008, les chercheurs avaient commencé à tirer la sonnette d’alarme, sans grand résultat. Des mandarins comme Ray Gibbons, cardiologue à la Mayo Clinic et ex-directeur de l’Association américaine du cœur, avertissaient des dangers de geler le financement de la recherche cardiovasculaire. Les jeunes chercheurs, de leur côté, montaient au créneau pour expliquer que leurs fonds se tarissent (un quart seulement de leurs projets sont acceptés, en baisse sensible), que les montants des bourses baissent inexorablement et que les NIH encouragent désormais les recherches peu risquées, aux résultats à peu près garantis et donc souvent banals. Le rapport de l’université de Rochester (1), dans l’État de New York, confirme le problème : après un ralentissement du financement depuis 2003 (3,4 % de croissance par an contre 7,8 % auparavant), les fonds pour la R&D biomédicale ont baissé en 2008, avant même la baisse des marchés. Par ailleurs, la « productivité » de la recherche, mesurée en homologations de nouveaux médicaments ou appareils médicaux innovants, est également en déclin. C’est donc tout le secteur qui doit apprendre à vivre avec des moyens plus modestes. G Philippe Deroin

En bref

Le Haut conseil de la science et de la technologie (HCST) sera désormais placé auprès du Premier ministre, alors qu’il dépendait jusque-là de la 6 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

Présidence de la République. C’est le Premier ministre, François Fillon, qui l’a annoncé lui-même le 15 janvier. Institution née de la loi de programme pour la recherche de 2006, le HCST est chargé de conseiller le gouvernement sur les orientations stratégiques de la recherche française et de contribuer à la rénovation de son système. Si ses prérogatives restent les mêmes, son installation auprès du Premier ministre devrait mettre en valeur sa vocation interministérielle. G L’Association pour la recherche sur le cancer (ARC) a lancé, le 4 février, à l’occasion de la Journée mondiale contre le cancer, la plate-forme web « L’ARC vous connecte aux chercheurs ». Pendant deux mois, le grand public pourra ainsi poser des questions à des médecins et des chercheurs spécialistes en oncologie, notamment sur la prévention et le dépistage, les cancers du sein, de la prostate et du foie, les cancers de l’enfant et ceux d’origine virale ou bactérienne. Pour poser des questions et lire les réponses, rendez-vous sur le web à l’adresse : www.questions-chercheurs.com G

(

34 projets français sélectionnés par l’ERC L’European Research Council, l’agence européenne de la recherche, a annoncé les résultats définitifs de l’appel à projets « Chercheurs confirmés 2 – 2010 » : 236 acteurs confirmés de la recherche et leur projet ont été sélectionnés, dont 90 dans les sciences de la vie. Pour leur part, les chercheurs français ont vu 34 de leurs projets sélectionnés, dont 15 en sciences de la vie. Parmi eux, Geneviève Almouzni-Pettinotti, de l’Institut Curie, et son projet Epigenetic challenges in centromere inheritance during the cell cycle, Alain Fischer, de l’Inserm, pour son projet Primary immunodeficiency diseases as models for the study of the immune system, ou encore Étienne Koechlin, de l’Inserm également, pour son projet Decisionmaking and prefrontal executive function. Les fonds alloués à chaque projet sélectionné se montent à 3,5 M€ pour une durée de cinq ans, soit un investissement pour l’ensemble des projets de 515 M€. G

05-07_bioactus_308

25/02/10

17:46

Page 7

(

En bref

Lutte contre l’obésité : la fin de la sibutramine L’Afssaps a annoncé en janvier la suspension de l’autorisation de mise sur le marché (AMM) du Sibutral, un médicament destiné à lutter contre l’obésité. Commercialisé en France depuis 2001 par le laboratoire américain Abbott, ce produit contient de la sibutramine, molécule qui inhibe la recapture de sérotonine et de noradrénaline, favorisant ainsi la sensation de satiété. Les effets cardiovasculaires indésirables de ce principe actif sont connus depuis 2002, mais les résultats de l’étude SCOUT (Sibutramine Cardiovasculaire OUTcomes trial), réalisée à la demande de l’Agence européenne du médicament, ont rendu défavorable la balance bénéfice-risque du médicament. SCOUT a en effet montré que la sibutramine est non seulement associée à un risque élevé de complications cardiovasculaires, mais que la perte de poids qui lui incombe est modeste et se maintient rarement après l’arrêt du traitement. Des observations qui ont conduit le Comité des médicaments à usage humain à recommander à la Commission européenne la suspension des AMM de l’ensemble des spécialités contenant cette molécule. G Réduire l’impact de l’élevage sur le réchauffement du climat L’Organisation mondiale de la santé animale (OIE, ex-Office international des épizooties) se penche sur l’impact de l’élevage sur le réchauffement climatique. Déforestation, émissions de méthane par les ruminants…, l’élevage est souvent montré du doigt en matière de rejet de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Un problème d’autant plus important que les projections tablent sur une forte augmentation de la consommation de viande, de lait et d’œufs dans les pays émergents : la demande mondiale en protéines pourrait croître de 50 % d’ici à 2020. Pour y répondre, il faudra donc renforcer le secteur de l’élevage. L’OIE entend fournir un point de vue objectif sur la question et prendre aussi en compte les effets bénéfiques de l’élevage, comme le stockage du carbone dans les prairies. Les experts chargés d’étudier l’impact de l’élevage sur le climat recenseront aussi les solutions qui existent en laboratoire et qui pourraient être mises en œuvre à l’échelle industrielle. Une première réunion est prévue en mars pour une publication des travaux dans le courant de l’été. G

134 M€ pour lutter contre les algues vertes Attendu à la fin de l’année 2009, le plan de lutte contre les algues vertes en Bretagne a finalement été dévoilé le 5 février à Rennes, par Bruno Le Maire, ministre de l’Agriculture, et Chantal Jouanno, secrétaire d’État à l’Écologie. D’un budget de 134 M€ sur cinq ans, le plan comprend trois volets : l’amélioration des connaissances et la gestion des risques, les actions curatives, et la réduction des flux d’azote vers les côtes. Un groupement de recherche, constitué de l’Ifremer, l’Inra, le Cemagref, le CNRS et le BRGM, travaillera sur les causes de la prolifération. Des unités de méthanisation valorisant le surplus d’ulves devraient être construites d’ici à 2012, la Bretagne ne disposant actuellement que d’un seul site. Par ailleurs, le gouvernement a lancé un appel à projets visant à réduire les flux de nitrates, avec pour objectif une baisse de 30 à 40 % d’ici à 2015. La phase expérimentale, pour la période 2010-2011, concerne les deux baies les plus problématiques, celles de Lannion et de Saint-Brieuc. Les mesures seront ensuite étendues à six autres baies. Des surfaces qui englobent au total 3 500 exploitations agricoles, 120 000 ha de surfaces agricoles utiles et 240 000 habitants. G L’Aquitaine passe au vert C’est à Lacq, réputée pour son gisement de gaz naturel, que la Région Sud-Ouest a inauguré, les 11 et 22 janvier, la première installation française de captage de CO2, déployée par Total, et un pilote de transformation de biomasse. Issu du projet de recherche Prebiom (Prétraitement de la biomasse) qui étudie, depuis 2008, la faisabilité d’une filière de valorisation énergétique de la biomasse lignocellulosique, ce dernier, pour l’instant simple pilote de laboratoire qui traite 2 kg/h, servira de base à une future version industrielle qui devrait voir le jour d’ici à trois ans, avec un rendement d’au moins 300 kg/h. Basé sur l’utilisation de résidus forestiers et agricoles, torréfiés (séchage à 250 °C) pour en faciliter le broyage, il produira un intermédiaire solide, très énergétique, utilisable comme combustible de cogénération (chauffage et électricité) et dans la production de biocarburants. Doté d’un budget de 1,27 M€ sur trois ans, Prebiom, qui est piloté par l’Institut français du pétrole, s’est constitué en consortium regroupant organismes de recherche publics et sociétés privées. G Le décryptage du génome du caféier démarre Le séquençage des 700 Mpb du génome du caféier par les équipes du Cirad et de l’IRD a débuté au Genoscope d’Évry. Les premiers résultats sont attendus dans deux ans, l’objectif étant d’apporter aux producteurs des variétés mieux adaptées aux contraintes environnementales et aux conditions de cultures mais aussi d’améliorer les performances des caféiers en termes de production, de résistance aux maladies et de qualité du café. L’espèce dont le génome est passé au crible n’est autre que Coffea canephora, le fameux Robusta, à la structure génétique moins complexe que celle des autres espèces. G

(

Un centre allemand consacré aux maladies rares ou orphelines Le 22 janvier 2010, le premier centre de ce type a ouvert ses portes à Tübingen, au sud de Stuttgart : le Centre de soins et de recherche ZSE-Tünbingen aura pour mission la prise en charge interdisciplinaire des patients, en termes de diagnostic et de traitement, et la recherche de nouvelles thérapies. Il devrait ainsi notamment permettre de renforcer les interactions entre recherches fondamentale et appliquée. Le centre travaillera en étroite collaboration avec les associations de patients et les sociétés de spécialistes et proposera des formations spécialisées pour étudiants, personnel de soins et médecins. G

BIOFUTUR 308 • MARS 2010 7

(

08-09_bioeve_308

26/02/10

11:56

Page 8

Bio événement MONTPELLIER

Biotrace tourne son regard vers le Sud Pour sa cinquième édition, le congrès s’est penché sur la problématique du transfert des biotechnologies des pays développés à ceux en développement. Manque de moyens et de formation, instabilité des pays receveurs, mais aussi espoir des programmes qui ont réussi, les retours des acteurs de terrain ont éclairé les différentes facettes de la thématique. Biofutur 297, 25 (2) Soleille C (2008) Biofutur 288, 56-8 (3) Rapport sur le secteur biotech dans les nouveaux pays européens et pays candidats, www.europabio.org/ positions/general/ IndecsHBiotechreport.pdf * Étude Ernst & Young sur la compétitivité de l’industrie tunisienne (2007)

Ouverture du workshop avec de gauche à droite Jean-Patrick Respaut (directeur adjoint UM II), Christian Jay Allemand (directeur master BBB), Erika Aranu-Peyrote (présidente association Biotrace), Didier Tousch (directeur adjoint master BBB)

ous vous en avions déjà parlé l’année dernière (1), les 2 et 3 février derniers se sont tenues les journées Biotrace – pour biologie et traçabilité. Ce congrès, organisé par l’association du même nom qui réunit les élèves du master 2 BBB (2) de l’université Montpellier 2, est l’occasion pour eux de développer leurs capacités de travail en équipe, de management de projet et de récolte de fonds. Cette année, les étudiants se sont un peu éloignés de leurs thématiques de base (biotraçabilité, biodétection, biodiversité) pour se tourner vers les pays en développement sous l’angle pertinent et d’une grande actualité du transfert des biotechnologies. Un souci qui fait écho à un certain nombre d’études européennes (3) et internationales*, et aux préoccupations de Louise Fresco, sous-directeur général de la FAO, sur la répartition des promesses et du potentiel de la biotechnologie entre les pays développés et en développement. Forcément très présents, l’IRD et le CIRAD ont pu faire bénéficier l’assemblée de leurs retours d’expériences, que ce soit sur l’implantation d’un laboratoire de recherche sur le paludisme au Bénin, le transfert d’échelle de la technique de micropropagation du palmier à huile dans les pays tropicaux ou les perspectives apportées par les plantes transgéniques dans les pays du Sud. De ces interventions, et des autres, est ressortie une constante : ne pourra être transféré avec succès que ce qui correspond à des problématiques locales, à des besoins prioritaires exprimés par les acteurs de terrain. Un point sur lequel Dominique Labie (Inserm et Institut Cochin) a particulièrement

(1) Aurias A (2009)

insisté dans son exposé sur les bonnes conditions d’un transfert en santé. Forte de son expérience en Algérie et en Afrique subsaharienne, mais également de ses années d’enseignement en Inde, elle a pointé la nécessité de tenir compte des infrastructures déjà présentes sur place, de former les personnels à l’utilisation et à la maintenance du matériel adéquat. Ces préoccupations se sont retrouvées chez les différents intervenants, parlant tous de laboratoires extrêmement bien équipés, mais où tous les appareils restaient sous housse faute de personnel formé pour les faire fonctionner, et de l’importance de mettre au point et de transférer des protocoles qui soient compatibles avec les contraintes des milieux où ils doivent être utilisés : courant électrique aléatoire, manque d’eau de qualité clinique…

8 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

Des interventions qui réveillent les passions Parmi les conférences, celle de Chantal FournierWirth, de l’Établissement français du sang, sur l’impact des nanotechnologies dans la miniaturisation des tests pour le diagnostic des agents infectieux a permis à l’auditoire de toucher du doigt les différences existant entre pays du Nord et du Sud, la conférencière répétant qu’il s’agit d’un « autre monde ». Ahidjo Ayouba, de l’IRD, qui était intervenu sur les défis du diagnostic et du suivi des personnes atteintes du sida, en a profité pour lancer la polémique sur la notion de risque acceptable, pour soi-même et pour l’autre. Il a ainsi dénoncé le fait qu’un test de diagnostic de l’infection au VIH sensible à 94 %, alors qu’il est écarté en France, sera utilisé en Afrique subsaharienne et que ce même test aura été mis au point sur le sérotype – en l’occurrence le B – qui ségrège dans les populations développées mais qui n’est ni le plus courant au plan mondial, ni surtout celui qui touche les populations des pays en développement. L’intervention d’Hammadi Ayadi, directeur du Centre de biotechnologie de Sfax, en Tunisie, a fait le point sur les espoirs et les difficultés de développement d’une industrie biotechnologique puissante vus du côté des acteurs locaux. Son pays, qui ne compte que quatre entreprises au plan national dans ce secteur, mise sur le développement des start-up. Un retard que l’homme attribue notamment aux lenteurs et complications de l’administration qui finissent par décourager les chercheurs de poursuivre leurs travaux. Riche et passionné, ce cinquième congrès Biotrace a réuni une centaine de participants, dont les questions ont fait vivre la table ronde finale sur la façon dont la formation peut participer à ce transfert des biotechnologies. Passionnant, il met la barre très haut pour l’édition de l’année prochaine. Rendezvous les 2 et 3 février 2011. G Aline Aurias

(

08-09_bioeve_308

11:56

Page 9

En bref

3e workshop de génomique du cancer Le 2 février, l’Institut national du cancer (INCa) organisait, au Palais des Congrès de Paris, la troisième édition de son atelier dédié à la génomique du cancer, qui reste une des priorités du Plan cancer 2009-2013. Intitulé Des modifications du génome à la physiopathologie des tumeurs, cet atelier a présenté trois exemples de recherches conjuguant séquençage de tumeurs, modélisation animale et études de lignées cellulaires tumorales, qui ont permis de relier des anomalies au niveau des récepteurs de l’acétylcholine à certains cancers. Le généticien Jörg Tost et son équipe du Centre national de génotypage (CEA, Évry) ont ainsi identifié une région du chromosome 15 associée aux cancers des bronches, région porteuse des gènes des récepteurs de l’acétylcholine, également impliqués dans la dépendance au tabac. Uwe Maskos, de l’Institut Pasteur, présentait lui les résultats de ses études sur la modélisation murine de la fonction de ces récepteurs dans la dépendance nicotinique. Enfin, Jean-Marie Tournier (U903 Inserm) a montré que l’expression de certains de ces récepteurs dans des tumeurs pulmonaires est associée à la différenciation tumorale et à l’invasion. G

Tests génétiques : promesses et dérives Tel était le thème de la conférence organisée par Sup’Biotech, le 2 février, qui accueillait neuf intervenants (essentiellement des médecins) et quelque 35 professionnels des biotechnologies. Une matinée qui s’est ouverte avec les résultats d’une enquête réalisée par des étudiants de l’école d’experts en biotechnologies auprès de 46 entreprises du secteur, plutôt orientées médicament, mais qui ont quand même reconnu, à 90 %, que l’utilisation de tests génétiques montera en flèche d’ici à quelques années, avec le virage vers la médecine personnalisée qui s’opère actuellement. Un virage que sont aussi prêts à prendre 75 % des individus interrogés au hasard par les étudiants. Ce nouveau visage de la médecine fut ensuite illustré lors d’une première table ronde qui faisait le point sur les tests et biomarqueurs indispensables à sa mise en œuvre. S’ensuivit une discussion houleuse avec la salle, un intervenant, le dirigeant d’Integragen, ayant été pris à parti quant à l’intérêt du test de dépistage de l’autisme commercialisé par son entreprise. Plus calme, la seconde discussion revint sur la difficulté d’analyse des myriades d’informations récoltées. Au final, une matinée qui a tenu toutes ses promesses et connu quelques dérives. G

(

26/02/10

BIOFUTUR 308 • MARS 2010 9

10-18_biorecherches-308

26/02/10

14:33

Page 10

Bio recherche

(

NEUROSCIENCES

Un interrupteur à neurones… lumineux ! Basé sur l’utilisation de pompes à protons photosensibles, ce dispositif permet d’inhiber sélectivement certains neurones.

es neuroscientifiques du MIT ont développé un nouvel outil permettant d’« éteindre » spécifiquement l’activité de certains neurones en utilisant des lumières colorées (1). La technique repose sur des gènes codant des pompes à protons, par exemple Arch chez l’archée Halorubrum sodomense, et dont l’activation est dépendante de la lumière, jaune dans ce cas. Une fois ces protéines exprimées par des vecteurs lentiviraux dans la membrane plasmique des neurones, leur exposition à la bonne longueur d’onde va les activer, modifiant la concentration de protons intracellulaire des neurones et inhibant ainsi leur patron de décharge. De plus, contrairement à d’autres pompes dépendantes de la lumière, notamment chlore, Arch ne met que quelques secondes pour récupérer spontanément de son inactivation par la lumière et non plusieurs minutes. Les scientifiques ont également pu mettre en évidence que les différences de pH intracellulaire entraînées par l’activation de cette pompe à protons ne dépassent pas celles qui accompagnent les

(1) Chow BY et al. (2010) Nature 463, 98-102

(

pics de décharge des neurones. Ceci implique l’activation rapide de transporteurs ou canaux permettant de rétablir le gradient transmembranaire de protons. Un mécanisme qui garantit la sûreté physiologique de l’inhibition neuronale par Arch. L’équipe de recherche s’est également intéressée au champignon Leptosphaeria maculans, chez lequel elle a trouvé la pompe Mac, sensible à la lumière bleue. Présentant les mêmes caractéristiques, ce deuxième modulateur permet d’imaginer des expériences d’inhibition multicolore de populations de cellules séparées. Contrairement aux traitements médicamenteux, la méthode décrite par ces scientifiques permet une modulation très fine de l’inhibition, dans le temps et dans l’espace, par ciblage de la vectorisation. Appliquée à des groupes de neurones spécifiques, cette technique permettra d’explorer en détail le rôle de certaines classes cellulaires particulières dans des pathologies et des comportements tels que la cognition, l’épilepsie... Elle peut également trouver des applications dans l’étude des pathologies musculaires et de toute autre impliquant des cellules excitables. G Aline Aurias

Représentation tridimensionnelle d’une synapse montrant les vésicules synaptiques (jaune), la membrane cellulaire (violet), les connexions entre vésicules (rouge), la lumière synaptique (vert clair) et la densité post-synaptique (orange).

Une synapse en trois dimensions Si l’on connaît depuis longtemps la structure des synapses chimiques, la fonction exacte du complexe réseau de filaments situé dans la zone présynaptique est encore mal comprise. Grâce à la cryotomographie électronique, Rubén Fernández-Busnadiego est parvenu à réaliser une représentation en trois dimensions d’une synapse en fonctionnement. Cette technique de microscopie électronique, basée sur la congélation ultrarapide des échantillons à très basse température, permet de révéler la morphologie cellulaire du matériel biologique étudié car celui-ci ne subit pas de dégradation au cours du processus. Le chercheur et son équipe ont ainsi pu démontrer que les filaments situés dans la terminaison présynaptique jouent un rôle essentiel dans le transport et la libération des neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Ils interagissent en effet directement avec les vésicules synaptiques qui contiennent ces neurotransmetteurs, les reliant à la fois à la membrane synaptique et entre elles. Suite à une stimulation, ce réseau de liens de différentes longueurs subit de profonds réarrangements. Une observation qui confirme, selon les auteurs, leur modèle d’exocytose. G

Des neurones bien connectés Bien que plusieurs études aient démontré la possibilité de faire se différencier des cellules souches embryonnaires (CSE) en diverses lignées de neurones, une interrogation demeurait encore : une fois greffés, ces neurones sont-ils capables de créer des connexions axonales correctes ? Les résultats obtenus par des chercheurs de la Stanford Medical School permettent désormais de répondre par l’affirmative. Après avoir transplanté dans le cerveau de souriceaux nouveau-nés des neurones issus de CSE, James Weimann et son équipe ont montré que ceux-ci se développent conformément aux attentes, évitant les régions du cerveau dont ils ne sont pas spécifiques. Ainsi, des cellules transplantées dans le cortex visuel ont développé des axones à destination du colliculus supérieur et du pons, deux régions cérébrales impliquées dans le traitement de l’information visuelle, et ont évité la moelle épinière. À l’inverse, des cellules greffées dans le cortex moteur se sont connectées à la moelle épinière et n’ont pas atteint le colliculus. Ces résultats, s’ils se vérifient chez l’adulte, confirmeraient le fort potentiel des CSE pour le traitement des lésions du système nerveux. G

Fernandez-Busnadiego R et al. (2010) J Cell Biol 188, 145-56

Ideguchi M et al. (2010) J Neurosci 30, 894-904

10 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

(

En bref

10-18_biorecherches-308

26/02/10

14:33

Page 11

(

En bref

Préhaud C et al. (2010) Sci Signal 3, ra5

Alzheimer : faire du neuf avec du vieux La tendance semble vraiment être à la découverte de nouvelles applications de composés thérapeutiques anciens. Ainsi en est-il du lansoprazole et de l’astemizole, dérivés de benzimidazole, utilisés respectivement pour le traitement des dysfonctionnements gastro-intestinaux et comme antihistaminique. Une équipe chilienne vient en effet de publier une étude montrant que ces deux molécules interagissent spécifiquement avec la forme pathologique de la protéine Tau, responsable des agrégats neurofibrillaires retrouvés dans le cerveau des patients Alzheimer. Mieux encore, elles seraient capables de traverser la barrière hémato-encéphalique. Or, jusqu’à présent, il n’était pas possible de détecter les amas de Tau, considérés comme positivement corrélé avec le déficit cognitif, dans les cerveaux des patients vivants. Couplés à des radiotraceurs, ces médicaments pourraient donc devenir un outil pour la détection précoce et le suivi de l’évolution de la maladie d’Alzheimer par neuroimagerie in vivo utilisant un PET scan. Selon les auteurs, ces molécules pourraient également contribuer à réduire la formation des agrégats. Rojo LE et al. (2010) J Alzheimers Dis 19, 573-89

Les deux font la paire pour contrer Alzheimer Dans les neurones, la protéine Tau assure la polymérisation des microtubules et donc leur stabilité. Mais son accumulation dans les cellules nerveuses, due à son hyperphosphorylation, conduit à la formation de fibrilles pathogènes, un des signes caractéristiques de la maladie d’Alzheimer (avec l’agrégation en plaque de l’amyloïde β) et d’autres

maladies neurodégénératives rassemblées sous le terme de tauopathies. L’équipe Inserm Stéroïdes, neuroprotection et neurorégénération dirigée par le professeur Étienne-Émile Baulieu, connu pour ses travaux sur la pilule contraceptive RU486 et la DHEA, a découvert qu’une autre protéine neuronale, FKBP52 – initialement décrite par le même professeur Baulieu comme un élément régulateur de récepteurs aux hormones stéroïdiennes –, a une affinité particulière pour Tau, plus encore pour sa forme dysfonctionnelle. Les chercheurs ont ainsi montré qu’une forte quantité de FKBP52 diminue, in vitro, la concentration et donc l’activité de la protéine Tau. Des résultats qui doivent maintenant être confirmés in vivo chez des souris transgéniques développant une neurodégénérescence proche de la maladie humaine. Chambraud B et al. (2010) Proc Natl Acad Sci USA 107, 2658-63

Les ondes électromagnétiques bénéfiques contre la maladie d’Alzheimer ? Et si les ondes électromagnétiques permettaient de combattre la maladie d’Alzheimer ? C’est en tout cas ce que suggère l’équipe de Gary Arendash (université de Floride du sud), s’appuyant sur des résultats obtenus chez la souris. En effet, les chercheurs ont évalué chez des modèles murins de la maladie les effets d’une exposition de plusieurs mois à des ondes électromagnétiques similaires à celles employées en téléphonie mobile. Et les résultats sont surprenants : non seulement les ondes améliorent la mémoire chez les souris témoins et malades, mais elles préviennent aussi la perte des capacités cognitives chez les souris censées développer la maladie. En outre, les souris malades exposées présentent une température cérébrale plus élevée de 1 °C et un nombre moindre de plaques amyloïdes dans leur hippocampe (-35 %) et leur cortex entorhinal (32 %). Selon les chercheurs, les ondes causent une hausse de température dans le cerveau, à l’origine d’un flux sanguin plus important et donc d’une meilleure clairance des dépôts de plaques amyloïdes. Même si les résultats sont à extrapoler avec prudence chez l’homme, les chercheurs considèrent que les ondes électromagnétiques pourraient être exploitées en thérapie contre la maladie d’Alzheimer. Arendash GW et al. (2010) J Alz Dis 19, 1-9

La photophobie des migraineux élucidée Un circuit emprunté par la lumière jusqu’au cerveau expliquerait pourquoi certaines personnes souffrant de migraine ressentent des douleurs exacerbées lorsqu’elles sont exposées à la lumière. Rami Burstein et son équipe de la Harvard Medical School affirment que l’influx nerveux partant de cellules rétiniennes disposant de photorécepteurs contenant de la mélanopsine active, via le thalamus et le cortex visuel, un groupe de neurones spécifiques très actif durant la migraine. G Noseda R et al. (2010) Nat Neurosci 13, 239-45

(

Droit de vie et de mort La vie d’un virus n’est pas de tout repos. Elle est faite d’un subtil mélange d’agressivité et de délicatesse. Obligé d’infecter une cellule pour survivre et se multiplier, le virus doit, dans le même temps, la maintenir en vie pour assurer son cycle infectieux. Des chercheurs de l’Institut Pasteur et du CNRS viennent de lever le voile sur les mécanismes mis en jeu par le virus de la rage pour maintenir en vie les neurones humains qu’il infecte. Ils ont identifié dans la protéine d’enveloppe (protéine G) du virus une région clé capable d’induire la survie ou la mort des neurones infectés. Cette région, constituée des tout derniers acides aminés de la protéine, contrôle l’affinité de la protéine G et la nature des protéines du neurone avec lesquelles elle interagit. Une seule mutation de cette région suffit à modifier la nature de ses partenaires cellulaires et à induire la mort des neurones infectés. Au-delà d’une meilleure connaissance du virus rabique, ces travaux ouvrent la voie à des perspectives thérapeutiques via l’utilisation de ce morceau clé de protéine G, ou d’une molécule de synthèse dérivée le mimant, pour induire la survie ou la régénération neuronale, ou au contraire tuer des cellules tumorales.

BIOFUTUR 308 • MARS 2010 11

(

10-18_biorecherches-308

26/02/10

14:34

Page 12

Biorecherche VACCINS

Une piste verte pour combattre malaria et choléra Produite dans les chloroplastes de tabac et de laitue, une construction antigénique provoque des réactions immunitaires contre la toxine cholérique et Plasmodium falciparum en présentant des avantages de coût de production, de stockage et d’administration.

(1) Davoodi-Semiromi A. et al. (2010) Plant Biotech J 8, 223–42

vec respectivement 100 à 150 000 et 1 million de décès, le choléra et la malaria prélèvent chaque année un lourd tribut dans les pays en développement. Malgré une bonne connaissance du parasite responsable de la malaria, aucun vaccin contre le paludisme n’a encore dépassé la phase IIa. Quant aux vaccins contre le choléra, ils ne confèrent qu’une immunité partielle qui, de plus, disparaît dans les six mois à trois ans. Sans compter leur prix, prohibitif pour une utilisation en routine dans les pays où la maladie est endémique.

* Forme extracellulaire du

Les chloroplastes sont régulièrement utilisés en « pharming moléculaire », pour la production de molécules d’intérêt.

parasite au stade sanguin

Une équipe de recherche de l’University of Central Florida a cependant publié dans le Plant Biotechnology Journal ce qui pourrait être la base du premier vaccin low cost pour ces deux maladies (1). Les chercheurs se sont pour cela appuyés sur de nombreux travaux antérieurs ayant démontré la faisabilité et l’efficacité d’une vaccination par voie orale, qui mobilise l’immunité systémique et mucosale. Ils ont donc mis au point une construction antigénique fusionnant les épitopes de la sous-unité B de la toxine cholérique (CTB) et les antigènes AMA1 ou MSP1 des mérozoïtes* de Plasmodium falciparum. Utilisant les chloroplastes du tabac et de la laitue comme bioréacteurs, ils y ont intégré les constructions CTB-AMA1 et CTB-MSP1 qui ont été exprimées à hauteur de 13,17 % et 10,11 % de la quantité totale de protéines solubles dans le tabac, 7,3 % et 6,1 % dans la laitue. Extraites, les protéines de fusion ont ensuite été administrées par voie orale à des souris. Ces dernières ont développé une immunité qui les a protégées d’une exposition à la toxine cholérique et a empêché in vitro la pénétration du parasite P. falciparum dans leurs globules rouges. Cette réponse immunitaire s’est étendue sur plus de 300 jours, soit, selon les auteurs, l’équivalent de 50 années humaines. Breveté, ce procédé est peu coûteux à la production, facile d’administration et ne nécessite pas de stockage au froid. Des caractéristiques qui pourraient grandement faciliter sa diffusion. G A. A.

BIOLOGIE MOLÉCULAIRE

Le silence des rétrovirus endogènes expliqué La protéine chef d’orchestre qui permet de neutraliser les rétrovirus endogènes de notre génome a été identifiée par des chercheurs suisses.

(1) Rowe H et al. (2010) Nature 463, 237-40

epuis des millions d’années, l’ADN des mammifères est colonisé par divers rétroéléments, qui constituent actuellement… plus de 40 % du génome ! Parmi ces éléments, les rétrovirus endogènes, qui occupent une part importante, ont dû être neutralisés par l’organisme pour que celuici survive. Une équipe de chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne s’est ainsi attachée à comprendre les mécanismes en jeu dans la dormance des rétrovirus endogènes (1). Très tôt, lors de l’embryogenèse, ces rétrovirus sont rendus silencieux par une méthylation des histones et de l’ADN concerné, protégeant ainsi l’intégrité du génome. Les chercheurs ont mis en évidence que ce processus repose sur une protéine « maîtresse », KAP1, qui réprime ces gènes grâce au recrutement de SETDB1 (une histone-méthytransférase), de HP1 12 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

(heterochromatin protein 1), de NuRD (un complexe histone-déacétylase) et de bien d’autres protéines encore non identifiées. KAP1 a donc la faculté de rendre silencieux, de façon permanente, ces gènes dans les cellules embryonnaires. La démonstration en a été faite chez la souris : sans KAP1, les protéines inhibitrices ne sont plus en mesure d’« endormir » l’ADN d’origine virale. Le réveil de ce dernier entraîne alors, en cascade, l’apparition de milliers de mutations qui conduisent à la mort de l’embryon. Cette découverte pourrait avoir un impact thérapeutique, dans la lutte contre les virus capables de s’endormir temporairement tels que le VIH ou le HSV (virus de l’herpès). Si la fausse disparition de ces virus a pour origine un processus naturel semblable, mais temporaire, orchestré par KAP1 ou une autre protéine maîtresse, une stratégie thérapeutique prometteuse consisterait en un réveil forcé de ces virus afin de permettre leur élimination complète. G Anthony Guiguen

10-18_biorecherches-308

26/02/10

14:34

Page 13

BIOLOGIE SYNTHÉTIQUE

Des ribosomes « évolués » traduisent des quadruplets Créer des protéines aux propriétés inédites est aujourd’hui possible grâce à la découverte d’une équipe britannique qui a réussi à faire passer le cadre de lecture des ribosomes de trois à quatre nucléotides, étoffant ainsi le code génétique.

e nombreux travaux de recherche se sont penchés sur l’origine de la traduction et de l’appareillage (ARN de transfert, ribosome) indispensable à sa réalisation, et beaucoup sont arrivés à la conclusion qu’elle a probablement été précédée par des appariements entre acides aminés (aa) et doublets de nucléotides. Un bon début mais qui ne permettait la formation que d’un nombre restreint d’aa à partir des quatre bases de l’ADN (42 = 16 combinaisons). Au gré de l’évolution, la synthèse protéique via la lecture de triplets de nucléotides est apparue, portant le nombre d’aa à 20 et laissant même de la place à la redondance et à des codons stop (43 = 64 combinaisons). Pour certains chercheurs, ce n’était toujours pas assez. Jason Chin et son équipe de l’université de Cambridge, au Royaume-Uni, viennent ainsi de faire passer le nombre de combinaisons nucléotidiques à

256 (1). Pour cela, ils ont sélectionné des ribosomes orthogonaux*1 mutés (ribo-Q1) capables de décoder des quadruplets ainsi que le codon stop ambre (UAG). Leur premier essai d’incorporation d’un aa non naturel (un dérivé de la phénylalanine) s’est révélé plus que concluant, le processus ayant permis d’assembler deux résidus. Expérience validée chez Escherichia coli, à laquelle les chercheurs ont intégré ribo-Q1 et des ARNt assignés à deux aa non naturels (dérivés de la phénylalanine et de la lysine), et qui s’est mise à produire une calmoduline*2 incorporant les deux résidus. Mieux : éloignés, les deux aa interagissent pour former une liaison bien plus forte qu’un pont disulfure. En fonction des sites d’incorporation, la conformation spatiale de la protéine peut donc être modulée à loisir et la stabilité conférée par la liaison laisse envisager la création de médicaments résistants plus longtemps aux acides gastriques par exemple. « Une avancée impressionnante qui ouvre de nouveaux horizons », a estimé Craig Venter, chantre de la biologie synthétique outreAtlantique. G Safi Douhi

(1) Neumann H et al. (2010) Nature, doi : 10.1038/ nature08817 *1 Ribosomes spécialisés qui participent à la traduction en utilisant des combinaisons d’ARN inhabituelles *2 Enzyme intervenant dans le métabolisme énergétique

NANOTECHNOLOGIES

Des chercheurs du MIT et de la Harvard Medical School ont mis au point des nanostructures aux propriétés prometteuses. Gros plan sur des particules attachantes.

ujourd’hui, la réparation des vaisseaux endommagés à la suite d’un accident vasculaire passe généralement par la pose d’une endoprothèse (ou stent). Un traitement lourd, qui nécessite une intervention chirurgicale délicate et ne peut donc bénéficier à tous les patients. Les choses pourraient toutefois changer grâce à Juliana Chan, Robert Langer et Omid Farokhzad : ces chercheurs viennent d’annoncer la mise au point de nanoparticules d’un nouveau genre, susceptibles d’être utilisées en complément, voire en lieu et place, du traitement de référence actuel. Publiée dans la revue PNAS (1), leur découverte repose sur l’emploi du C11, un peptide de sept acides aminés capable de se lier à la membrane basale. Celle-ci n’étant exposée qu’en cas de lésion, les nanoparticules recouvertes de cette molécule ciblent directement les zones endommagées. D’un diamètre de 60 nm, les « nanoteignes », ainsi dénommées en référence aux fruits de la bardane,

contiennent un cœur de polymère hydrophobe constitué d’acide polylactique (PLA). Ce cœur est entouré d’une interface lipidique, elle-même recouverte d’une coque hydrophile à base de polyéthylène glycol qui protège les particules de la dégradation et porte les ligands peptidiques C11. Le PLA du cœur peut être conjugué avec une molécule thérapeutique telle que le paclitaxel, qui empêche la formation des tissus cicatriciels risquant de boucher les vaisseaux. Libéré progressivement au cours de l’hydrolyse des chaînes de PLA (la vitesse de libération dépendant de la lonNanoteignes vues en micrographie gueur des chaînes), le médicament diffuse électronique à transmission à proximité immédiate de la lésion. La structure de ces nanoteignes, relativement simples (1) Chan J et al. (2010) à produire, limite le risque de relargage incontrôlé Proc Natl Acad Sci USA 107, du médicament et permet l’injection par intra2213-8 veineuse. Si les premiers résultats, prometteurs, se confirment, ces particules pourraient également être utilisées pour soigner d’autres maladies telles que cancers ou maladies inflammatoires, souvent sources de dommages vasculaires. G Lionel Cavicchioli BIOFUTUR 308 • MARS 2010 13

Des « nanoteignes » pour réparer les vaisseaux endommagés

10-18_biorecherches-308

26/02/10

14:34

Page 14

Biorecherche

(

En bref

Ubuka T et al. (2009) PLoS One 4, e8400

Un nouveau bienfait des omega 3 ? De l’huile de foie de morue d’hier aux oméga 3 d’aujourd’hui, le poisson et ses dérivés sont censés être bons pour la santé, une certitude qui repose en grande partie sur un savoir empirique. L’université de Californie propose aujourd’hui une explication : il semble qu’il y ait une bonne corrélation entre les niveaux des acides gras oméga 3 et la longueur des télomères, donc l’âge biologique apparent d’un individu. Les travaux, qui portent sur le suivi de 600 hommes atteints de maladies coronariennes, n’établissent toutefois pas de causalité directe entre les taux d’omega 3 et la protection des télomères. Il est donc possible que les patients bénéficiant d’une bonne combinaison aient en réalité des habitudes de vie en commun qui sont la vraie cause de la bonne condition de leurs télomères. Mais la piste est séduisante. On sait déjà que des taux élevés d’omega 3 protègent contre les maladies coronariennes, en particulier en contrecarrant l’effet négatif des lipides dans le flux sanguin. Pour les télomères, le mécanisme reste à élucider, par exemple en regardant du coté d’une protection contre les mécanismes d’oxydation. G Farzaneh-Far R et al. (2010) J Am Med Assoc 303, 250-7

Traitement au plasma enrichi : un faux espoir ? Un traitement devenu courant consiste à réinjecter à un patient son plasma après l’avoir enrichi en plaquettes. En théorie, ce PRP (platelet rich plasma) accélère la correction de problèmes orthopédiques et a été proposé comme traitement de fractures, de blessures ou d’entorses : la surconcentration de plaquettes amplifierait leur émission de substances réparatrices et donc la réponse de l’organisme. Mais une étude néerlandaise montre que les injections de PRP ne sont pas plus efficaces que des solutions salines. Dans la plupart des cas, le PRP ne serait donc qu’un placebo. G De Vos R et al. (2010) J Am Med Assoc 303, 144-149

Les médicaments d’aide à la conception sur la sellette Les Centers for disease control et March of Dimes, association caritative américaine, viennent de publier une analyse de l’impact des techniques pharmaceutiques d’aide à la conception sur les naissances 14 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

multiples. On sait déjà que les techniques d’aide à la conception comme la FIV ont conduit à une augmentation de ces naissances, en particulier en utilisant des protocoles d’implantations multiples pour améliorer la probabilité d’une grossesse. Mais on avait peu de données, jusqu’à présent, sur l’impact des médicaments d’aide à la fertilité, en particulier des hyperstimulateurs ovariens. Il s’avère que ces traitements pharmaceutiques conduisent à quatre fois plus de naissances que les autres techniques d’aide à la conception. Ainsi, pas moins de 4,6 % des naissances américaines en 2005 (et près de 23 % des naissances multiples) étaient dues à de tels traitements. Problème : les naissances multiples sont souvent prématurées, avec les problèmes de santé à long terme qui peuvent leur être associées. Sans compter l’impact économique d’un demi-million de naissances prématurées chaque année aux États-Unis, que l’Institut de médecine chiffre à 26 Md$. G Schieve L et al. (2010) Am J Epidemiol 170, 1396-407

Un patch de peau contre l’hypertension Utiliser des greffons de peau modifiés comme plate-forme de production in situ de molécules traitantes, l’idée qu’ont eue des chercheurs de l’institut américain du cancer. En greffant à des souris immunodéprimées des plaques comportant soit des kératinocytes (Kc), soit des fibroblastes (Fb), soit les deux, transformés par un rétrovirus pour exprimer l’ANP, un peptide impliqué dans la diminution de la tension artérielle, les scientifiques ont constaté la présence et les effets de cette hormone chez les animaux tests. Plus intéressant encore, l’expression de l’ANP par les Kc fait diminuer la tension artérielle chez les souris sous régime normal ou excédentaire en sel, alors que son expression par les Fb n’a d’effet que lors d’un régime riche en sel. Cette thérapie génique cellulaire doit maintenant être testée sur des animaux plus massifs avant de passer aux tests cliniques sur l’homme, qui nécessiteront de déterminer la taille des greffons, estimée par les scientifiques à une surface totale de 200 à 240 cm2. Mais l’expérience présente déjà la preuve de concept que créer un greffon bien toléré qui produise des molécules actives retrouvables dans le sang est possible. G

(

Therrien JP et al. (2010) Proc Natl Acad Sci USA 107, 1178-83

Un virus se répand beaucoup plus vite que prévu Pour passer d’une cellule à une autre, un virus doit d’abord s’y répliquer. Sa vitesse de propagation dépend de celle de réplication. Mais une étude vient de montrer comment le virus de la vaccine est capable de bondir de cellule en cellule quatre fois plus vite que ne le prévoit son cycle de réplication : une fois qu’une cellule a été infectée, elle exprime deux protéines virales qui activent des molécules d’actine. Celles-ci polymérisent et forment un réseau. Quand une nouvelle particule virale arrive sur la cellule infectée, elle est éjectée par le réseau et propulsée dans le liquide interstitiel, jusqu’à ce qu’elle trouve une cellule saine à infecter. G Doceul V et al. (2010) Science 327, 873-6

(

Une nouvelle hormone sexuelle ? La GnIH (Gonadotropin - inhibitory hormone), hormone inhibitant la sécrétion de gonadotropine isolée depuis plusieurs années chez l’animal, vient d’être également identifiée dans l’hypothalamus humain. Cette découverte pourrait être utilisée pour mettre au point une pilule contraceptive masculine. En effet, GnIH bloque également la GnRH (Gonadotropin releasing hormone), qui contrôle elle-même plusieurs hormones préparant le corps à la reproduction. En contrôlant GnIH, on peut un jour espérer agir sur l’ensemble de cette cascade. On est cependant encore loin d’un résultat applicable. G

10-18_biorecherches-308

26/02/10

14:34

Page 15

ADAPTATION

Pour s’adapter au froid, Escherichia coli dispose d’un gène dont le transcrit devient plus facile à traduire. Véritable thermomètre, cet ARN messager module sa structure pour assurer la survie de la bactérie.

orsque la température chute, la machinerie cellulaire qui permet de produire des protéines à partir d’un génome se grippe. Pour résister au froid, la vie a donc déployé des stratégies bien différentes, particulièrement ingénieuses chez les bactéries. Certaines d’entre elles ont adopté des réponses extrêmes pour survivre aux variations de température. Ainsi, quand le grand froid casse l’ADN de Deinococcus radiodurans, la bactérie en recolle les morceaux, ce qui lui permet de résister à une température de -45 °C. D’autres, comme E. coli, préfèrent prévenir que guérir. Quand la température passe sous les 20 °C, elle cesse sa croissance et déclenche l’expression de neuf gènes de résistance au froid codant une famille de protéines chaperonnes, les Csp (cold-shock proteins), qui se lient à l’ADN et à l’ARN pour faciliter la transcription du premier, la traduction du second et finalement maintenir la

(

La bactérie qui revenait du froid synthèse protéique (1). Chez E. coli, CspA est la plus abondante des Csp. Instable à 37 °C, donc facilement dégradé, son ARNm se stabilise lorsque la température diminue. Elle représente alors jusqu’à 2 % de l’ensemble des protéines de la bactérie. Mais comment cette protéine peut-elle être produite dans des conditions limitant les processus traductionnels ? Des chercheurs français (IBMC-UPR9002 CNRSuniversité de Strasbourg), italiens (université de Camerino) et allemands (université de Düsseldorf) viennent de montrer que la synthèse accrue de la protéine CspA à basse température est le fruit d’un réarrangement, en cours de transcription, de la structure de son ARNm qui implique la région non traduite de 160 nucléotides située à son extrémité 5’ (2). En dessous de 20 °C, l’ARNm adopte une forme moins compacte, exposant les séquences nécessaires à l’appariement aux ribosomes et le codon d’initiation, séquences enfouies dans sa structure à 37 °C. L’ARNm de CspA agit donc comme un capteur thermique qui permet de maintenir la synthèse protéique chez E. coli en cas de coup de froid. G S. D.

L’ARNm codant la protéine CspA, véritable thermomètre, permet à E. coli de maintenir son activité de synthèse des protéines à basse température.

(1) Gualerzi CO et al. (2003) J Mol Biol 331, 527-39 (2) Giuliodori AM et al. (2010) Mol Cell 37, 21-33

En bref ont donc développé une approche utilisant la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire pour décrire la structure et la dynamique d’une de ces PID : la nucléoprotéine qui protège le virus Sendai (proche de celui de la rougeole) du système immunitaire de l’hôte. En observant la moyenne des déplacements chimiques des atomes qui la constituent, les chercheurs ont établi la structure de sa partie C-terminale, qui contient un élément de reconnaissance dont la conformation varie pour interagir avec une polymérase du virus, activant ainsi la transcription de son génome. G Ringkjøbing Jensen M et al. (2010) J Am Chem Soc 132, 1270-2

(

La génomique structurale n’a pas encore tout dit 40 % des protéines humaines fonctionnelles existent sous une forme partiellement ou non repliée. Qualifiées d’« intrinsèquement désordonnées » (PID), elles ont une structure très fluctuante qui empêche leur étude par les techniques classiques de biologie structurale. Plutôt gênant quand on sait qu’elles comptent dans leurs rangs des protéines impliquées dans nombre de cancers (p53, suppresseur de tumeurs) et les maladies neurodégénératives (Tau, liée au développement de la maladie d’Alzheimer). Des chercheurs du CEA, du CNRS et de l’université Joseph Fourier, à Grenoble,

( BIOFUTUR 308 • MARS 2010 15

10-18_biorecherches-308

26/02/10

14:34

Page 16

Biorecherche

(

En bref

génétique qui dépend de la densité bactérienne Danino T et al. (2010) Nature 463, 326-30

Des microARN pour faire du gene silencing direct On connaissait l’interférence ARN par microARN (miARN), dans laquelle ces petits ARN simple brin contrôlent la traduction des ARNm en protéine en interagissant avec eux, provoquant leur dégradation. Voilà que des chercheurs allemands ont montré que, chez la mousse Physcomitrella patens, les miARN peuvent également entrer directement en contact avec les gènes et les « éteindre ». Le processus, lié au duplexe miARN-ARNm, passerait par une méthylation des séquences ADN codant les cibles des miARN et pourrait exister dans le règne animal. G

Pour voir la video :

Diriger la différenciation des cellules souches par rotation La différenciation des cellules souches embryonnaires (CSE) obéit à un grand nombre de paramètres environnementaux. Les méthodes traditionnelles de culture menant à peu de différenciation en corps embryoïdes (embryoid bodies, EB… agrégats cellulaires qui constituent communément l’étape préliminaire de la différenciation des CSE), des scientifiques américains ont exploré l’impact d’un flux hydrodynamique créé par rotation orbitale du milieu de culture sur la formation, la structure et la différenciation des EB (1). Résultats : non seulement cette méthode de culture produit plus d’EB que les méthodes statiques, comme l’avait déjà démontré l’équipe en 2007 (2), mais elle les rend également plus homogènes en termes de taille et agit sur la morphologie des cellules qui les composent. De plus, les différentes vitesses de rotation appliquées influent à la fois sur les proportions de types cellulaires différenciés dans les différentes lignées cellulaires et sur la cinétique de leur profil d’expression génique. Ces paramètres de vitesse de rotation du milieu de culture pourraient donc être intégrés à l’avenir aux stratégies visant à diriger la différenciation des CSE. G

www.youtube.com/watch?v=pnjdAr4EjI0&NR=1&feature=fvwp

Sri Yulita K et al. (2010) Electr J Biotech, doi:10.2225/vol13-issue1fulltext-3

Une nouvelle méthode de criblage des protéines se liant à l’ADN Des scientifiques japonais ont combiné la technique de phage display avec un système innovant permettant l’immobilisation de sondes ADN pour mettre au point une nouvelle méthode de détection de protéines s’y liant, notamment les facteurs de croissance. Le phage display a en effet surtout été utilisé jusqu’ici pour l’isolation d’anticorps et la caractérisation d’interactions protéine-protéine, faute d’un système efficace d’immobilisation de l’acide nucléique pour permettre l’étude de ses interactions avec les protéines. L’innovation des chercheurs est d’avoir réalisé la fixation de l’ADN à un support magnétique via une particule paramagnétique recouverte de streptavidine. Cette dernière interagit avec les biotines préalablement fusionnées aux fragments d’ADN sondes, assurant ainsi leur ancrage sur le support. Ce système devrait permettre d’explorer les interactions protéine-ADN avec des fragments d’acide nucléique allant de 50 à 1 000 pb, contre 10 à 15 pb dans les systèmes de levures actuellement utilisés pour l’étude de ces interactions. G

16 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

Khraiwesh B et al. (2010) Cell 140 111-22

(1) Sargent CY et al. (2010) Biotechnol Bioengin 105, 611-26 (2) Carpenedo RL et al. (2007) Stem Cells 25, 2224-34

(

* Mécanisme de régulation

E. coli, horloge moléculaire ? Grâce à une construction génétique basée sur des éléments intervenant dans le mécanisme du quorum sensing*, l’équipe de Jeff Hasty, de l’université de San Diego en Californie, a pu synchroniser l’émission de fluorescence (grâce à un transgène permettant l’expression de la GFP) au sein de colonies d’E. coli en croissance. Soumises au couplage intercellulaire de ce réseau de gènes, les populations de bactéries se comportent comme des oscillateurs biologiques. Une découverte qui permet de mieux comprendre la coordination au sein d’une population bactérienne et ouvre la voie à la création de biocapteurs. G

(

10-18_biorecherches-308

26/02/10

14:34

Page 17

INGÉNIERIE

Comprendre et améliorer la production d’hydrogène par des algues L’élucidation du couplage entre captage photosynthétique des électrons et production d’hydrogène par les algues vertes donne l’espoir d’une énergie propre.

(

éaction de stress de la part de certaines algues vertes photosynthétiques, la synthèse naturelle d’hydrogène permet d’envisager une production d’électricité sans émission de CO2. Parce que, comme quelques-unes de ses congénères, Chlamydomonas reinhardtii est capable de réaliser une telle synthèse lorsqu’elle est en anaérobiose, cette algue verte unicellulaire est devenue un objet d’attention pour de nombreux scientifiques. On sait donc qu’elle utilise les électrons obtenus lors de la réaction de photosynthèse et, grâce à eux, transforme des protons présents dans son environnement en dihydrogène. Des recherches antérieures ont prouvé que cette réaction est catalysée par une enzyme, la dihydrogénase HydA, mais le lien entre la chaîne de transport des électrons photosynthétiques et l’activité de cette enzyme reste sujet à spéculation. Des biologistes de l’université de la Ruhr, à Bochum (Allemagne), sont cependant parvenus à transposer in vitro cette réaction, démontrant l’importance de la ferrédoxine photosynthétique (PetF) dans le transfert d’électrons entre le photosystème I (PSI) et l’HydA (1). Des expériences de mutagenèse ciblée leur ont ensuite permis de mettre en évidence les acides aminés nécessaires à l’interaction entre ces deux éléments. Cette carte des résidus utiles pourra servir

L’espèce Chlamydomonas reinhardtii est largement utilisée en recherche fondamentale et appliquée.

de base à de futures manipulations visant à orienter le flux d’électrons photosynthétiques en faveur de la production d’H2 dépendante de la lumière. La formation in vitro d’hydrogène à partir de ces trois composants naturels (PSI, PetF et HydA) s’avère particulièrement efficace, puisqu’elle multiplierait par six l’efficacité d’un système modèle semisynthétique présenté il y a peu par des scientifiques du Tennessee (2), pour atteindre un rendement d’hydrogène estimé à trois litres par gramme de chlorophylle et par jour, bien supérieur à ceux réalisés actuellement avec des moyens agricoles pour produire du biodiesel ou du bioéthanol. G A. A.

(1) Winkler M et al. (2009) J Biol Chem 52, 36620-7 (2) Iwuchukwu IJ et al. (2010) Nat Nanotechnol 5, 73-9

En bref du soja dans le cadre de l’utilisation de son huile pour les biocarburants (son rendement lipidique étant actuellement trop faible). G Schmutz J et al. (2010) Nature 463, 178-83

Un gène « thermomètre » Une équipe de recherche du Centre John Innes du Biotechnology and Biological Sciences Research Council (Grande-Bretagne) a découvert un gène qui permet aux plantes de détecter les variations de températures. Il code l’histone H2A.Z, qui agit comme un véritable thermomètre : fortement lié à l’ADN quand les températures sont basses, il se relâche peu à peu à mesure que la température augmente jusqu’à libérer l’ADN, permettant au final au gène qu’il « masque » d’être exprimé. H2A.Z accélèrerait ainsi le cycle de floraison en cas de chaleur précoce, par exemple. En sélectionnant des variants de ce gène, les chercheurs espèrent aboutir à des plantes qui résisteront aux variations de température, voire au réchauffement climatique. G Vinod Kumar S, Wigge PA (2010) Cell 140, 136-47

(

Le génome du soja vient d’être séquencé Première légumineuse à voir son génome entièrement séquencé, le soja représente aujourd’hui un enjeu agricole très important. Sa richesse en protéines en a fait une source prédominante de l’alimentation animale et sa teneur en lipides offre des perspectives intéressantes dans le domaine des biocarburants. Les motivations ne manquaient donc pas pour que 18 instituts américains se regroupent et forment une équipe qui a analysé le génome du soja riche d’1,1 milliard de nucléotides. Ce séquençage a permis d’identifier 46 430 gènes dont 73 % sont orthologues d’une ou plusieurs séquences d’autres angiospermes. L’intérêt d’une connaissance précise du génome du soja est multiple, notamment pour la création de nouvelles variétés. Ainsi, la découverte du gène résistant à la rouille asiatique du soja fait porter de grands espoirs face à cette maladie dévastatrice. L’identification de 1 127 gènes, ayant un rôle présumé dans la synthèse, la dégradation ou la signalisation de lipides, laisse, elle, entrevoir d’importantes perspectives d’optimisation de la culture

BIOFUTUR 308 • MARS 2010 17

(

10-18_biorecherches-308

26/02/10

14:34

Page 18

Biorecherche INSOLITE

Amphibiens dans la brume…

C’est sur la petite montagne du Cerro de Pata Pájaro, en Équateur, située à quelques kilomètres du Pacifique, qu’une équipe de scientifiques américains et équatoriens travaillant pour Reptile & Amphibian Ecology International a découvert un trésor de biodiversité. Cet environnement rare et menacé, de seulement quelques kilomètres carrés, est bordé d’une forêt tropicale. À son sommet émerge une forêt de nuages où l’humidité est telle qu’une nouvelle espèce de grenouille a pu s’y épanouir : la « grenouille pluie ». Celle-ci, du genre Pristimantis, a la particularité de ne pas pondre ses œufs dans l’eau mais directement sur les arbres. Plus étonnant encore, l’éclosion des œufs laisse apparaître de minuscules grenouilles présentant déjà la morphologie adulte, qui ne passent donc pas par le stade têtard. Parmi les autres animaux extraordinaires découverts, les scientifiques ont observé un gecko de quelques millimètres de long (Lepidoblepharis buschwaldii) qui côtoie la plus longue vipère du monde (Lachesis acrochorda), quasiment disparue du milieu naturel. La plupart des autres serpents présents appartiennent à un groupe se nourrissant de gastéropodes (escargots et limaces) et dont les plus proches parents ne se trouvent que 550 km plus loin, au Pérou. Au final, cumulé avec des travaux antérieurs, ce sont 140 espèces de reptiles et d’amphibiens (dont

(

3 salamandres sans poumons qui ne respirent que par la peau, photo ci-dessus) qui ont été répertoriées dans ce milieu. Paul S. Hamilton, chef d’expédition, insiste sur les menaces qui pèsent sur cet écosystème, en particulier la déforestation qui sévit dans ces régions et le réchauffement climatique lorsque l’on sait à quel point les animaux décrits sont sensibles à l’humidité. La simple présence de ces animaux constitue toutefois un espoir et les membres de l’expéditions insistent sur l’importance de les préserver. G A. G. Les battements cardiaques sont visibles par transparence sur cette grenouille de verre.

Des espèces insolites comme la grenouille de verre ou la salamandre sans poumons viennent d’être découvertes dans un écosystème très particulier, près du littoral équatorien.

En bref

18 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

il est proche du calcium, dont les variations de concentration, micromolaires, peuvent induire la synthèse de monoxyde d’azote (NO). Ce dernier est un signal d’infection qui active l’immunité non spécifique en stimulant la production et le recrutement des macrophages, et en favorisant leur passage à travers les capillaires sanguins. Les chercheurs ont donc reproduit in vitro sur des kératinocytes les effets de la pose d’un eye-liner au plomb. Résultat, les cellules répondent par un stress oxydatif, en libérant du NO. Dès lors, l’importance du maquillage, considéré comme un cadeau des dieux dans l’Égypte antique, saute aux yeux ! G Tapsoba I et al. (2010) Anal Chem 82, 457-60

(

Du plomb dans l’œil Dans l’Antiquité égyptienne, le plomb faisait partie des composés de base du maquillage. Des manuscrits gréco-romains datant du premier siècle de notre ère mentionnent que deux sels de plomb non naturels étaient déjà synthétisés il y a 4 000 ans pour le maquillage et le soin des yeux et du visage. Composition confirmée dans des résidus de fards retrouvés dans des tombes. Des chimistes du CNRS, de l’université Paris 6 et de l’École normale supérieure de Paris, aidés du Centre de recherche et de restauration des musées de France, ont voulu connaître les mécanismes soustendant les vertus du plomb. Sous forme ionique,

18-22_bioentreprise-308

26/02/10

11:54

Page 20

Bio entreprise INGÉNIERIE

Le Camelidae est-il l’avenir de l’immunothérapie ? Issu d’une R&D peu commune, le premier produit d’Ablynx devrait entrer sur le marché en 2013.

ur le marché très porteur des traitements immunothérapeutiques, Ablynx a développé une approche novatrice en dérivant ses protéines thérapeutiques d’un animal plutôt incongru dans le panorama de la recherche pharmaceutique : le lama. Surtout connu pour sa propension à cracher sur qui l’agresse, l’animal a aussi la particularité de posséder des anticorps qui, bien que dépourvus de chaînes légères, sont parfaitement fonctionnels. Leur domaine variable unique, cloné et isolé, se présente sous la forme d’un polypeptide parfaitement stable, ayant conservé toute la capacité à lier un antigène de l’anticorps initial dont il est dérivé. Ce

Processus de mise au point de nanobodies

(

domaine, nommé VHH, présente des caractéristiques structurales et fonctionnelles qui en font la base d’une nouvelle génération d’anticorps thérapeutiques qu’Ablynx a baptisés nanobodies. Outre leur facilité d’obtention, les nanobodies, facilement humanisables, combinent les avantages des anticorps et ceux des petites molécules thérapeutiques. Comme les anticorps, ils ont une haute spécificité et affinité pour leur cible et ils présentent une faible toxicité. Comme les petites molécules thérapeutiques, ils sont capables d’inhiber les enzymes, ainsi que de cibler des antigènes difficiles comme les récepteurs type RCPG (récepteurs couplés aux protéines G). Ils peuvent de plus être administrés aussi bien par injection que par voie orale ou respiratoire, sont plus résistants aux variations de température et de pH que leurs homologues humains ou murins et peuvent être formulés à haute concentration du fait de leur très bonne solubilité. Autre avantage, et non des moindres, ils peuvent très facilement être modifiés pour devenir multivalents, bi- ou multispécifiques, ou encore pour faire passer leur durée de vie dans l’organisme de quelques heures à plusieurs jours. Spin-off de l’Université Libre de Bruxelles, Ablynx fête actuellement ses huit printemps. Avec des partenaires comme Pfizer, Boehringer Ingelheim, Merck Serono ou encore Novartis et plusieurs produits en phases préclinique et clinique I et II, cette biotech en pleine expansion multiplie les conférences scientifiques et les événements business. G Aline Aurias

En bref

Br Med J 340, b5465 (2) Whitmer RA et al. (2005) Neurology 64, 277-81

20 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

L’arme inattendue des pharmas contre la maladie d’Alzheimer Il semble que la pharmacopée ait à sa disposition une arme remarquable pour retarder ou réduire la sévérité des démences, en particulier de la maladie d’Alzheimer. Une étude s’est penchée sur les dossiers médicaux de 820 000 anciens combattants américains et a conclu que ceux qui prennent des antagonistes des récepteurs de l’angiotensine (ARA) pour contrôler leur hypertension sont clairement avantagés (1). La piste n’est pas nouvelle puisque le lien entre hypertension et risque de démence est déjà connu (2). Mais ces résultats sont impressionnants : le risque de développer une démence pour les patients sous ARA est réduit de 24 % et, s’ils sont déjà atteints, le risque de décès chute de 17 % et celui d’une admission de longue durée dans un centre de soin de 49 %. Leur condition est en outre meilleure qu’avec des traitements comme les inhibiteurs de l’enzyme de conversion de l’angiotensine. Si on ignore encore le mécanisme impliqué, c’est une bonne nouvelle pour les patients et l’industrie pharmaceutique, la classe des ARA étant déjà riche de nombreux produits fabriqués notamment par AstraZeneca, Bristol-MyersSquibb, Merck, Novartis, Sanofi ou Solvay. G

(

(1) Li N et al. (2010)

Staphylocoque doré : un accord pour un anticorps Pionnière des thérapies à anticorps monoclonaux humains pour le traitement des infections nosocomiales, la société suisse Kenta Biotech, fondée en 2006, s’est associée à Rentschler Biotechnologie, une société de services spécialisée depuis trente ans dans le développement, la production et l’homologation de produits biopharmaceutiques conformes aux normes internationales de bonne pratique de fabrication. L’objectif de cet accord ? Développer un processus de fabrication de l’anticorps KBSA301 de Kenta pour le traitement du staphylocoque doré résistant à la méthicilline (SARM). Le KBSA301, immunoglobuline de type G, a en effet déjà démontré son efficacité sur plusieurs modèles animaux précliniques. Si l’incidence des infections à SARM est en décroissance dans les hôpitaux français, le passage en clinique d’un traitement est néanmoins très attendu. L’utilisation d’un anticorps est prometteuse pour lutter contre cette bactérie résistante aux antibiotiques et dont les infections nosocomiales du système sanguin entraînent une mortalité comprise entre 24 % et 64 %. G

18-22_bioentreprise-308

26/02/10

11:54

Page 21

VACCINS

In Cell Art et Sanofi-Pasteur, plus que jamais partenaires La start-up renforce sa coopération avec Sanofi-Pasteur pour la mise au point de nouveaux types de vaccins mettant en œuvre la technologie des nanocargos.

n Cell Art, start-up biopharmaceutique de la région nantaise, renforce son partenariat avec la division vaccin du groupe Sanofi-Aventis, afin de poursuivre l’évaluation de la technologie des nanocargos sur l’année 2010. Sorte de taxis moléculaires véhiculant de l’ADN, de l’ARN ou des protéines, il s’agit de vecteurs entièrement synthétiques qui facilitent la pénétration dans les cellules des macromolécules biologiques. « Cela ne pose pas les problèmes de sécurité que soulève, par exemple, l’introduction d’ADN par le biais de vecteurs viraux », indique Chloé Bellocq, présidente de la société. Un premier accord avait déjà été conclu en 2008. « La signature de cette extension met en évidence le fort potentiel, pour le développement de nouveaux vaccins, de nos technologies », se réjouit Chloé Bellocq. Créée en 2005, In Cell Art se développe sur la base d’un modèle économique mixte dans lequel la société propose des prestations de services. Elle met notamment en œuvre ses technologies de production d’anticorps obtenus par immunisation génique en utilisant directement l’ADN de l’antigène ciblé, formulé avec un nanocargo spécifique. Elle commercialise également d’autres nanocargos sous forme de

Chloé Bellocq, présidente de la start-up In Cell Art

réactifs de transfection qui permettent de véhiculer de l’ADN ou de l’ARN dans des cellules en culture. « Cette activité de services nous permet de financer nos programmes de R&D sur les vaccins à ADN et, plus globalement, le développement de nouvelles approches thérapeutiques », reconnaît la présidente d’In Cell Art. Avec un chiffre d’affaires 2009 de 238 000 €, de tels partenariats sont cruciaux pour la start-up. « Mais pas uniquement d’un point de vue financier, insiste Chloé Bellocq. C’est aussi un signe fort d’encouragement et un accompagnement sur les aspects réglementaires. Ce dernier point est très important pour la suite du développement de nos nanocargos ». D’ailleurs, sur quels vaccins travaille-t-elle ? « Des vaccins humains. Mais je ne peux pas en dire plus. » G Stéphanie Ayrault

SERVICE

Biovista Inc et la FDA collaborent à une initiative de sécurisation de la médication La FDA testera la plate-forme technologique d’analyse de toxicité de Biovista, Inc. pour étudier les effets secondaires de certains médicaments.

a société pharmaceutique de services de développement de médicaments Biovista Inc. a annoncé que la Food and Drug Administration, l’organisme américain en charge de l’évaluation et de la supervision des médicaments, lui a accordé une licence pour sa plate-forme de technologie destinée à mieux comprendre de quelle façon certains médicaments, sélectionnés par la FDA, peuvent engendrer des effets secondaires graves, à les analyser et à les identifier. Basée à Charlottesville, aux États-Unis, Biovista Inc a été fondée en 1996. Son PDG, Aris Persidis, est biochimiste de formation. Sous sa houlette, la société a développé cette plate-forme technologique, nommée Adverse Event Analysis, dont les résultats sont

générés en quelques minutes à l’aide du croisement des données des bases de littérature scientifique, puis analysés par des experts. « En croisant les données des bases d’articles scientifiques comme Medline, notre plate-forme est capable de fournir des corrélations d’interactions entre les médicaments, leur efficacité sur les pathologies, leur toxicité et leurs éventuels effets secondaires. Elle extrait les données automatiquement, les classe par ordre d’importance, puis prédit les résultats avec une fiabilité minimale de 60 % », explique Aris Persidis. Cette collaboration avec la FDA vise à promouvoir l’usage sécurisé des médicaments qui seront testés. L’objectif final de la collaboration est d’étudier la possibilité de prévoir quels patients sont les plus susceptibles de subir des effets secondaires nuisibles. Dans le futur, Biovista Inc envisage de s’intéresser à la médecine personnalisée dès que seront disponibles les bases de données génétiques personnelles. G Gauthier Andujar BIOFUTUR 308 • MARS 2010 21

(

18-22_bioentreprise-308

26/02/10

11:54

Page 22

Bioentreprise SIDA

Déception pour un traitement anti-VIH de Merck La lutte contre le VIH a récemment connu plusieurs revers, notamment avec les déboires des vaccins expérimentaux. On peut désormais ajouter à la liste celui de Merck avec un médicament naguère prometteur.

uand Merck a acquis Schering-Plough en 2009 po ur 41 Md$, le géant de la pharmacie enrichissait considérablement son catalogue de produits issus des biotechnologies, de santé animale, de médicaments en vente libre et de parapharmacie. L’un des médicaments les plus prometteurs du pipeline de Schering-Plough est le Vicriviroc, un inhibiteur du CCR5 (C-C chemokine receptor type 5), récepteur de chimiokines des lymphocytes T et des macrophages impliqué dans l’entrée du VIH dans ces cellules. Mais Merck a reçu les résultats de deux essais cliniques de phase III,

* Souches utilisant le récepteur CCR5 majoritairement retrouvées lors de la contamination au VIH et le début de la maladie

(1) Gulick R et al. (2007)

(

En bref

Merck Serono est le troisième meilleur employeur de Suisse romande, si l’on se réfère au palmarès 2010 du magazine helvétique Bilan. Aménagement du temps de travail, proportion de femmes cadres, formation continue et initiatives liées à la responsabilité sociale de l’entreprise valent à l’entreprise cette place. Le classement a en effet été établi à l’aide d’un questionnaire d’une quarantaine de questions portant notamment sur la politique de rémunération, les prestations sociales, les congés et les formations. Ce sondage a été réalisé auprès de 68 entreprises de plus de cent personnes de Suisse romande. À noter que l’entreprise figure également en bonne place dans le dernier classement mondial des meilleurs employeurs dans le secteur de l’industrie pharmaceutique et biotechnologique réalisé par Science. G La lidocaïne de Grunenthal est désormais autorisée à la vente dans 14 nouveaux pays européens. L’entreprise vient en effet d’annoncer que son médicament lidocaïne Grunenthal 5 %, pour le traitement symptomatique de la douleur neuropathique associée aux infections antérieures par le zona, a obtenu par la procédure de reconnaissance mutuelle des autorisations marketing dans 14 nouveaux pays de l’Union européenne. Déjà autorisé en Allemagne, Belgique, France,

22 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

Luxembourg, Slovénie, Suède et Royaume-Uni, le médicament se verra délivrer des licences nationales dans les nouveaux pays dans les prochains mois. G La FDA a enjoint par courrier Amylin, Bayer, Cephalon et Eli Lilly à cesser des pratiques qu’elle juge douteuses. Par ces lettres, elle s’attaque aux campagnes publicitaires et marketing qui dérapent trop souvent, omettant certains risques ou exagérant les bénéfices potentiels de leurs produits. L’agence américaine exige donc le retrait immédiat des matériels promotionnels impliqués (tracts, brochures publicitaires, marketing direct). Cette fonction de la FDA sommeillait depuis plusieurs années, Barack Obama avait promis de la réveiller. C’est semble-t-il chose faite. G Le géant GlaxoSmithKline a décidé de rendre accessible gratuitement, à l’ensemble de la communauté scientifique, une liste de plus de 13 000 composés chimiques potentiellement actifs contre le paludisme. Un geste suffisamment rare dans le monde hyper compétitif de l’industrie pharmaceutique pour être souligné. Les scientifiques qui le souhaitent auront ainsi accès à la composition chimique ainsi qu’à d’autres données associées à ces molécules. Des informations qui permettront peut-être la découverte d’un traitement innovant contre le paludisme… et à GSK de valoriser son image. G

(

Le Vicriviroc promettait de contrarier l’association du VIH avec les macrophages, notamment, mais les essais cliniques ont déçu.

4th IAS Conference, Abstract (oral) TuAb102

portant sur des patients prenant déjà d’autres médicaments anti-VIH, et ils sont plutôt médiocres. Au grand dam de Wall Street, qui s’attendait à ce que Merck demande l’homologation du médicament et espérait jusqu’à 750 M$ de ventes annuelles, l’entreprise vient d’annoncer qu’elle n’entamerait même pas les démarches, se contentant de poursuivre les essais sur une population plus ciblée de patients n’ayant pas encore été traités contre le VIH. L’approche était pourtant prometteuse. Le Vicriviroc est une petite molécule utilisable à faible concentration, administrée par voie orale une fois par jour. Elle fonctionne en s’intégrant à la surface des CCR5 qu’elle modifie suffisamment pour que le virus ne puisse plus s’en servir comme voie d’entrée en s’y associant grâce à une de ses glycoprotéines de surface, la gp120. Les résultats des essais cliniques semblaient, jusqu’en phase II, confirmer le potentiel du médicament contre les VIH m-tropiques* (1), indiquant sa capacité à contenir le virus tout en étant bien toléré par les patients. Il est trop tôt pour dire si le Vicriviroc aura une application commerciale. En attendant, les déboires de Merck vont faire le bonheur de Pfizer et de GSK qui commercialisent déjà un inhibiteur de la même classe thérapeutique, le Maraviroc, vendu sous le nom de Selzentry aux États-Unis et de Celsentri dans le reste du monde. G Philippe Deroin

18-22_bioentreprise-308

26/02/10

11:54

Page 23

SERVICE

Née en juillet 2009, Leads To Development (L2D) propose un service externalisé de développement de molécules aux PME biotechs, à qui cette étape coûte très cher sans garantie d’aboutissement. Vincent Dubois, son cofondateur, nous décrit une activité nouvelle en Europe. Quelle est l’activité de L2D ? Principalement la gestion opérationnelle du développement préclinique de produits. C’est un peu la même approche que celle des CRO* pour la gestion des projets mais pour tous les aspects non cliniques, du développement de procédé de fabrication à la fabrication elle-même, la caractérisation des lots, les études toxicologiques et pharmacologiques, ainsi que la préparation et la soumission des demandes d’autorisation d’essais cliniques. Bref, tout ce qui ne touche pas directement au patient. Qui sont vos clients ? Avant tout des entreprises dont le portefeuille n’est pas suffisamment étoffé, avec seulement un ou deux produits, pour justifier un développement en interne, assez peu rentable. Nous définissons un plan de développement et le mettons en œuvre pour amener, le plus vite possible et à moindre coût, le produit de la paillasse à la clinique. Nous sélectionnons les

meilleurs prestataires en termes de prix, de qualité et de délais, coordonnons leurs travaux, centralisons leurs résultats et montons les dossiers réglementaires. Notre marché cible, c’est l’Europe, même si notre premier client est basé aux États-Unis.

L2D : accélérer le passage de la paillasse à la clinique

Y a-t-il une demande ? Les start-up biotechs sont créées à partir de projets académiques innovants qui, une fois au stade clinique, sont confiés à une CRO. Mais entre les deux, il n’y a rien. Ou alors, les chercheurs deviennent développeurs. En Europe, à peine 20 % des start-up ont plus de deux produits en développement. Pour les autres, il est plus rentable de l’externaliser. Nous n’avons pas de réels concurrents en Europe. Mais quelques sociétés similaires à la nôtre sont apparues aux États-Unis en 2009. C’est plutôt encourageant, ça valide le modèle. Comment votre activité est-elle perçue par les investisseurs ? Le fait qu’une start-up se présente avec un projet et une solution pour le faire avancer ajoute en crédibilité et diminue le risque perçu par les investisseurs. Et nous sommes là aussi pour leur offrir une vision indépendante du produit, l’arrêter le plus tôt possible quand il n’a aucune chance. G Propos recueillis pas Safi Douhi

Ex-chercheur et développeur dans l’industrie biotech pharma, Vincent Dubois est cofondateur et responsable du développement produit de L2D, jeune entreprise incubée dans le parc Paris Biotech Santé. * Clinical Research Organization, société privée d’essais cliniques

Pour en savoir plus www.leadstodevelopment.com

TECHNOLOGIE

Gadget ou futur incontournable des laboratoires d’analyses médicales, le dernier logiciel de Roche cible les iPhonaddicts.

Début février, le laboratoire pharmaceutique Roche a sorti une Apps. Une application pour iPhone. Celle-ci est destinée aux laboratoires d’analyses médicales utilisant déjà le logiciel MPL (moniteur des processus de laboratoire) de Roche dans sa version evo Ultimate dévolue aux structures équipées pour la phase préanalytique (préparation du patient, recueil, prélèvement et transmission de l’échantillon). Cette application offre au biologiste affilié à chaque laboratoire la possibilité de suivre les résultats des analyses à tout moment, en temps réel, tube par tube. Elle indique le nombre de tubes aux différents stades d’analyse, par secteur, par discipline ou par automate, peut calculer les délais préanalytiques, le temps de rendu des résultats et de leur validation… Des résultats qui sont actuellement déjà consultables sur les automates, l’ordinateur équipé du MPL qui les gère ou par un simple coup de

téléphone aux équipes. Cet outil, s’il permet au biologiste d’optimiser la gestion des travaux en cours, tend donc à déshumaniser encore les rapports entre techniciens et supérieurs. De plus, ce système n’a pas d’intérêt du point de vue biologique. Ce n’est ni une aide au diagnostic ni la garantie d’une meilleur assurance qualité, si ce n’est qu’il permet de gérer plus finement le temps de rendu des résultats, paramètre important mais entrant dans une logique productiviste qui n’est pas toujours compatible avec les exigences de qualité exigées pour ces laboratoires. Une forme de gadget donc. Qui coûte tout de même environ 100 €. Cependant, avec la réforme de la biologie qui s’annonce, ce petit plus mobilité pourrait bien prendre toute son ampleur. Il est en effet prévu qu’un même biologiste soit affecté à plusieurs sites, chacun spécialisé sur un type d’analyse. Ce genre de service passant par le Wifi ou l’internet 3G permettrait alors à un biologiste du site « mère » de vérifier en temps réel ce qui se passe sur les différents autres sites qui lui sont reliés et de réagir en fonction. G A. A. BIOFUTUR 308 • MARS 2010 23

Des tubes dans ton iPhone

L’iMPL de Roche Diagnostics est destinée aux laboratoires d’analyses médicales pour suivre les données des analyses en cours, tube par tube, en temps réel.

(

18-22_bioentreprise-308

26/02/10

11:54

Page 24

Bioentreprise

(

En bref

* Amélioration du service médical rendu, évalue l’efficacité d’un traitement par rapport aux traitements déjà disponibles sur une échelle de I (progrès majeur) à V (absence de progrès)

Démarrage de la première usine commerciale d’acide succinique d’origine végétale Créée en mars 2008, Bioamber, coentreprise issue de la R&D d’ARD et de DNP Green Technology, lance la commercialisation de son acide succinique d’origine végétale. L’unité industrielle, intégrée en 2007 sous la forme d’un pilote de production à la bioraffinerie de Pomacle-Bazancourt, près de Reims, a une capacité de production de 2 000 tonnes par an à un prix compétitif par rapport à la production pétrochimique. Le procédé implique une fermentation effectuée par des E. coli sous atmosphère enrichie en CO2. Celle-ci utilise des sucres variés issus de céréales, de résidus ligno-cellulosiques…, ce qui permet de s’affranchir de la contrainte d’une source unique de matière première tout en présentant un bilan carbone intéressant. Présenté en 2004 par le programme Biomass du ministère américain de l’énergie comme la molécule chimique la plus intéressante en termes de faisabilité technologique et d’intérêt pour l’industrie chimique parmi 300 molécules productibles par fermentation de biomasse, l’acide succinique sert de point de départ à de nombreuses réactions chimiques. Son marché potentiel est estimé à plus de 2,5 Md€. G Pour en savoir plus : www.bio-amber.com 24 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

TxCell nomme un directeur médical Entreprise française de biotechnologies issue de l’Inserm et née en 2001, TxCell développe des solutions d’immunothérapie cellulaire pour traiter les maladies chroniques inflammatoires et auto-immunes. La technologie propriétaire de la société repose sur l’injection de lymphocytes T régulateurs Tr1 spécifiquement activés contre un antigène. Connus pour leur tropisme pour les lieux d’inflammation, ils y sécrètent des cytokines et régénèrent ainsi l’équilibre du système immunitaire. Les résultats du premier essai clinique de phase I/IIa de la société, pour le traitement de la maladie de Crohn, sont attendus mi-2010. Dans ce contexte, l’embauche d’un directeur médical représente « une étape significative dans le développement de TxCell tout comme une nouvelle démonstration de l’engagement de la société pour le soin des patients », a déclaré Frédéric Hammel, CEO de la société. Miguel Forte sera en effet chargé des démarches opérationnelles cliniques, du management et du design des essais, pour assurer le transfert des produits vers le marché. G BIND : 11 millions pour avancer Société biopharmaceutique américaine développant des thérapies ciblant spécifiquement les tissus malades à l’aide de nanoparticules reconnaissant des cellules caractéristiques, BIND Biosciences, Inc. vient d’obtenir 11 M$ d’un troisième tour de table. Adossées à la technologie de sa plate-forme Medicinal Nanoengineering, les solutions de délivrance ciblée de molécules thérapeutiques que la société conçoit permettent un contrôle très fin de la biodistribution des nanoparticules vectrices, de leur ciblage sur des cellules ou des tissus spécifiques et de la cinétique de relargage des médicaments qu’elles transportent. Ce mode de distribution augmente de plus sensiblement l’efficacité et la sécurité cliniques des médicaments délivrés, qu’ils soient existants ou nouveaux. Non cotée en bourse, BIND a été créée en 2006. Son programme le plus avancé, qui cible une protéine de surface positivement régulée dans les cancers à tumeurs solides, devrait passer en développement clinique au deuxième semestre 2010. Les fonds obtenus lors de ce financement de classe C sont destinés à être investis dans l’avancement du pipeline de produits précliniques de la société, pour des indications concernant les pathologies cardiovasculaires et inflammatoires. G Medicen Paris Region, pôle de compétitivité mondial spécialisé en diagnostic, thérapeutique et hautes technologies de la santé labellisé en 2005, a accueilli le 29 janvier dernier des représentants de son homologue pékinois, le biocluster Beijing Pharma and Biotech Center. La délégation s’est notamment rendue au parc scientifique Biocitech, à Romainville, où elle a rencontré des membres de PME qui leur ont exposé leurs produits et technologies. Selon Jean Derégnaucourt, cette visite a été l’occasion de créer des échanges et d’initier des partenariats. G

(

Avancées thérapeutiques en 2009 : du mieux mais… Le 26 janvier, Christian Lajoux, président du syndicat des entreprises du médicament (Leem), a révélé le bilan des avancées thérapeutiques de l’année 2009, sur la base d’avis rendus par la Commission de la transparence de la Haute autorité de santé. Un bilan meilleur que celui de 2008 (42 améliorations thérapeutiques contre 31) mais encore loin des performances des années 2006 et 2007 (58 et 51 améliorations). Une fois n’est pas coutume, ce sont l’infectiologie (11 améliorations, dont 3 nouveaux produits et 4 ASMR * I), l’hématologie (5 améliorations, 4 nouveaux produits), la cancérologie (4 améliorations, 1 nouveau produit) et les maladies rares (4 améliorations, 3 nouveaux produits, 1 ASMR I) qui tirent leur épingle du jeu. En tout, 23 nouveaux médicaments contre 24 situations pathologiques différentes ont vu le jour en 2009 (contre 14 en 2008) et le nombre d’ASMR I a légèrement augmenté par rapport aux années « millésimées » (5 contre 3 en 2007 et 4 en 2006). On notera surtout que les améliorations couvrent un plus grand nombre de champs thérapeutiques que les années précédentes et que la moitié d’entre elles, notamment trois vaccins anti-méningocoque C, concerne des traitements pédiatriques. G

25-OUV-308

26/02/10

12:07

Page 25

Imagerie de fluorescence Champ en perpétuelle effervescence, l’imagerie de fluorescence rend aujourd’hui possible des prouesses visuelles et chirurgicales. Des neurosciences à l’agroalimentaire, en passant par le traitement chirurgical des

Neuro

de la m âchoir e

nes m oteu

rs du nerf tr ijumea u

: situé s

dans u n des noyau

x du tr onc cé rébral,

ils son t respo n

sables

de la c ontrac ti

on des muscle s

Dossier

. © K. M

ATHO /IN

STITU

T DE L A VISIO N

tumeurs, petit tour d’horizon des dernières innovations et de leurs applications.

BIOFUTUR 308 • MARS 2010 25

26-31_brainbow_308

25/02/10

17:49

Page 26

Dossier Imagerie de fluorescence

Brainbow : un kaléidoscope moléculaire pour visualiser les neurones Pour comprendre l’organisation du cerveau, il est essentiel de pouvoir observer les cellules nerveuses et leurs prolongements dans leur environnement intact. Les protéines fluorescentes de couleur récemment découvertes sont des marqueurs idéaux pour « peindre » les neurones. Une stratégie appelée Brainbow dirige l’expression combinatoire de ces protéines dans le cerveau. Le marquage multicolore ainsi créé permet de distinguer les cellules nerveuses les unes des autres et ouvre de nouvelles perspectives pour l’étude in situ des circuits neuronaux. Stéphane Fouquet, Katie Matho, Karine Loulier, Elena Bauer, Jean Livet

Équipe Inserm Avenir, Institut de la Vision, 17, rue Moreau, 75012 Paris jean.livet@inserm.fr stephane.fouquet@inserm.fr

26 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

a mise au point de techniques de marquage neuronal contrastant les cellules nerveuses par rapport au tissu environnant constitue depuis plus d’un siècle un champ de la neurobiologie. C’est d’abord la chimie qui a été utilisée, avec notamment la coloration de Golgi*1, sur laquelle le neuroanatomiste espagnol Santiago Ramon y Cajal (1) et ses contemporains se sont basés pour décrire l’organisation cellulaire du système nerveux. Par la suite, les progrès de la biologie ont fourni de nouveaux outils de marquage. En particulier, l’essor des techniques de génie génétique a offert une possibilité riche d’applications : faire synthétiser des marqueurs de nature protéique par les cellules nerveuses en y introduisant un transgène.

À l’Institut de la vision, l’équipe de Jean Livet (au premier plan, ici avec Stéphane Fouquet) développe et utilise la technique Brainbow.

26-31_brainbow_308

25/02/10

17:49

Page 27

Des enzymes comme la β-galactosidase ou la phosphatase alcaline (qui produisent un précipité opaque en présence d’un substrat adéquat) ont été très utilisées à cette fin mais imposent un traitement incompatible avec le maintien des fonctions biologiques. En offrant un moyen de créer un marquage « vital », la GFP (green fluorescent protein), identifiée en 1962 par Osamu Shimomura, a révolutionné les techniques de visualisation des cellules (2). Cette protéine empruntée à la méduse Aequorea victoria émet en effet une fluorescence verte aisément visualisable avec des filtres appropriés. Plusieurs techniques sont utilisables pour introduire l’ADN codant la GFP dans les cellules nerveuses in vivo, en particulier l’électroporation ou l’injection de vecteurs viraux. Cependant, ces approches invasives sont susceptibles d’endommager les cellules étudiées. Une approche alternative consiste à modifier les animaux pour qu’ils expriment spontanément la GFP. Des chercheurs de l’université Washington à Saint-Louis ont ainsi créé des lignées de « souris vertes », chez lesquelles la protéine fluorescente est spécifiquement synthétisée par les neurones dont elle occupe l’espace intracellulaire (3). Dendrites et axones peuvent ainsi être visualisés avec le contraste incomparable offert par la microscopie de fluorescence. La facilité d’emploi de ce marquage ready-made*2 a suscité un engouement rapide pour ces souris qui permettent d’observer in vivo l’architecture des neurones et ses éventuelles modifications. L’emploi de la GFP présente toutefois une limite : avec un marquage unicolore, des cellules trop proches les unes des autres ne peuvent être distinguées. Cependant, des travaux de mutagenèse de la GFP et le clonage de protéines apparentées (provenant de coraux en particulier) ont permis de découvrir de nouvelles protéines fluorescentes, et avec elles de nouvelles couleurs (4). En croisant deux animaux de couleurs différentes, il est possible de créer un marquage bicolore permettant de distinguer des cellules voisines (3). Cependant, cette approche est loin d’utiliser le plein potentiel des couleurs. Avec une palette plus étendue, il devrait à l’évidence être possible de distinguer un grand nombre de cellules, peut-être même toutes celles composant un circuit neuronal. Mais comment introduire une telle variété de couleurs dans le cerveau ? Le meilleur moyen pour y parvenir serait d’exprimer aléatoirement un jeu de protéines fluorescentes dans les neurones, ce qui requiert un système d’expression adéquat.

La génétique à contribution Parallèlement à la découverte et au développement des protéines fluorescentes, les manipulations génétiques réalisées chez la souris ont fait un bond grâce à un outil emprunté aux organismes procaryotes. Le système de recombinaison Cre/lox peut, en effet, servir à construire des « interrupteurs moléculaires » pour mettre en route ou éteindre l’expression de gènes (5). Il utilise les propriétés de la recombinase Cre du bactériophage P1, capable d’exciser des segments d’ADN situés entre deux courtes séquences cibles nommées lox. On peut ainsi déclencher l’expression d’un gène en rapprochant un promoteur et la séquence codant ce gène, ou éteindre

Le système de recombinaison Cre/lox et son utilisation pour exprimer des protéines fluorescentes

A. La recombinase Cre reconnaît spécifiquement une courte séquence d’ADN de 34 paires de bases appelée lox. Lorsque deux de ces séquences sont placées à la suite l’une de l’autre, Cre catalyse l’excision du segment d’ADN qu’elles délimitent. B. Le système Cre/lox. peut être utilisé pour construire un « interrupteur moléculaire » qui active l’expression de la GFP par excision d’une séquence « stop » inhibant initialement sa lecture. C. Dans les transgènes Brainbow, un choix est proposé à la recombinase Cre entre plusieurs possibilités de recombinaison, définies par des paires de sites lox. variants, incompatibles entre eux. Avant recombinaison, seul le premier gène (RFP, rouge) situé immédiatement après le promoteur s’exprime. Après recombinaison, on obtient aléatoirement expression de CFP (cyan) ou YFP (jaune).

son expression en excisant le gène lui-même. L’avantage de cette stratégie est qu’elle permet de cibler des types cellulaires particuliers en utilisant des promoteurs spécifiques pour restreindre l’expression de la recombinase Cre. Des variants « inductibles » de la recombinase Cre, dont l’activité dépend d’un agent pharmacologique, ont même été développés (6), offrant un moyen de contrôler le nombre de cellules affectées et le moment où elles recombinent. Le système Cre/lox avait déjà été utilisé pour distribuer aléatoirement un ou deux transgènes dans une population de cellules et obtenir ainsi une expression « mosaïque » de ces gènes (7). Pour parvenir à un marquage multicolore, de nouvelles configurations de transgènes ont été conçues dans les laboratoires de Joshua R. Sanes et Jeff W. Lichtman de l’université de Harvard (figure) (8,9). Ces transgènes, baptisés Brainbow*3, permettent de réaliser un choix aléatoire d’expression entre trois ou quatre gènes codant des protéines fluorescentes. Plusieurs possibilités de recombinaison (mutuellement exclusives) sont proposées à la recombinase Cre, chacune d’elles activant l’expression d’une protéine fluorescente de couleur distincte : cyan (CFP), jaune (YFP) ou rouge (RFP). Pour produire ces couleurs in vivo, des souris chez lesquelles le transgène Brainbow est placé sous contrôle d’un promoteur neuronal sont croisées avec des animaux exprimant Cre, qui déclenche la recombinaison. Les souriceaux issus de ce croisement présentent un marquage multicolore dont l’aspect varie en fonction du nombre de copies du transgène Brainbow introduits dans le génome des souris. Lorsqu’une seule copie du transgène Brainbow est présente, une seule couleur est BIOFUTUR 308 • MARS 2010 27

*1 Découverte en 1873 par le neuropathologiste italien Camillio Golgi, cette technique de coloration (autrefois appelée « réaction noire ») permet de marquer aléatoirement mais dans leur intégralité (corps cellulaire et prolongements) un petit nombre de neurones avec un dépôt opaque de chromate d’argent et ainsi de les distinguer des autres neurones. *2 Prêt à l’emploi *3 Jeu de mots que l’on peut traduire par « arc-en-ciel cérébral » (1) Sotelo C (2003) Nat Rev Neurosci 4, 71-7 (2) Shimomura O et al. (1962) J Cell Comp Physiol 59, 223-9 (3) Feng G et al. (2000) Neuron 28, 41-51 (4) Shaner NC et al. (2007) J Cell Sci 120, 4247-60 (5) Branda CS, Dymecki SM (2004) Dev Cell 6, 7-28 (6) Metzger D et al. (1995) Proc Natl Acad Sci USA 92, 6991-5 (7) Zong H et al. (2005) Cell 121, 479-92 (8) Livet J et al. (2007) Nature 450, 56-62 (9) Douhi S (2008) Biofutur 284, 13

26-31_brainbow_308

25/02/10

17:49

Page 28

exprimée dans chaque cellule. Avec plusieurs copies du transgène, la co-expression de ces dernières génère une combinatoire de protéines fluorescentes qui crée des dizaines de nuances distinctes. Le système fonctionne à la manière d’un écran de télévision, qui génère toute la palette des couleurs à partir du mélange des trois couleurs primaires. La rétine, vue avec Brainbow Bien que située dans l’œil, la rétine fait partie du système nerveux central. Elle comprend les réseaux de neurones responsables du traitement et de la compression des informations visuelles. Ces informations sont envoyées au cerveau par les cellules ganglionnaires, visibles sur cette image, dont les axones forment le nerf optique.

Dossier Imagerie de fluorescence

3 2 Vue panoramique du cerveau d’une souris Brainbow Pour obtenir un marquage multicolore du cerveau, des souris exprimant le transgène Brainbow sous contrôle d’un promoteur neuronal (figure p. 27) sont croisées avec des souris produisant une forme de la recombinase Cre inductible par un agent pharmacologique, le Tamoxifène. En absence de recombinaison, le transgène Brainbow exprime une protéine fluorescente de couleur rouge. L’action de la recombinase déclenche l’expression des autres couleurs (en bleu et vert) dans chaque cellule de manière aléatoire. On notera que toutes les cellules ne recombinent pas, une partie d’entre elles (qui varie selon les zones du cerveau) restant rouge. Cette vue globale d’une coupe de cerveau de souris Brainbow, montrant les régions présentées en gros plan dans les images suivantes, est en fait un composite d’environ 300 micrographies obtenues par microscopie confocale. pp. 28-35 : © S. FOUQUET/INSTITUT DE LA VISION

28 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

26-31_brainbow_308

25/02/10

17:49

Page 29

Les transgènes Brainbow créent une mosaïque multicolore qui contraste les cellules nerveuses les unes par rapport aux autres et permet de les distinguer individuellement. Les applications d’un tel marquage sont nombreuses. Les couleurs distinctes attribuées à des cellules adjacentes permettent par exemple de visualiser aisément leurs contacts et interactions. Elles offrent aussi un moyen d’identifier et de suivre les prolongements des neurones d’un circuit. Ceci ouvre la voie à une approche de traçage et de reconstruction de la circuiterie neuronale qui devrait offrir une nouvelle perspective sur l’organisation du cerveau ou de la rétine. Une autre piste est l’utilisation des transgènes Brainbow pendant le

développement, pour marquer des cellules neurales progénitrices et leur descendance avec une même couleur et décrypter leur contribution à la formation des structures nerveuses. La stratégie de marquage multicolore est évidemment applicable au suivi d’autres types de cellules, par exemple dans des contextes physiopathologiques (greffes, cancer). Plus généralement, et au-delà du seul aspect anatomique, la couleur apparaît comme un moyen idéal de coder et d’observer in vivo les processus physiologiques, comme en témoignent de récents travaux de chercheurs japonais qui ont mis au point un système indiquant, par des couleurs et en temps réel, les phases du cycle cellulaire (10). G

5 BIOFUTUR 308 • MARS 2010 29

(10) Sakaue-Sawano A et al. (2008) Cell 132, 487-98

26-31_brainbow_308

25/02/10

17:49

Page 30

Située à l’avant du cerveau, le cortex piriforme est une zone dédiée au traitement des informations olfactives.

30 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

26-31_brainbow_308

25/02/10

17:50

Page 31

Le striatum (« corps strié ») est situé sous le cortex, en avant de l’hippocampe. Cette région doit son nom aux faisceaux d’axones qui la traversent en provenance ou en direction du cortex. Cette zone cruciale pour le contrôle de la motricité est affectée dans les maladies de Parkinson et de Huntington.

Dans le cortex cérébral, on distingue les neurones pyramidaux (points multicolores) et leurs dendrites (prolongement dirigés vers le haut). Les neurones du cortex participent au traitement d’informations pour un grand nombre de fonctions (motricité, fonctions sensorielles, mémoire, langage…).

BIOFUTUR 308 • MARS 2010 31

32-35_brainbow_308

25/02/10

18:00

Page 32

Situé sous le cortex, l’hippocampe comprend deux couches de neurones, repliées et emboîtées l’une dans l’autre. Ces couches visibles ici comme des rubans densément peuplés se connectent de manière

32 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

32-35_brainbow_308

25/02/10

18:00

Page 33

organisée. Les circuits de l’hippocampe sont cruciaux pour la mémoire et la navigation spatiale. Une particularité très étudiée de cette structure cérébrale est que la neurogenèse s’y poursuit chez l’adulte.

BIOFUTUR 308 • MARS 2010 33

32-35_brainbow_308

25/02/10

18:00

Page 34

Les axones provenant du cortex, en direction de zones lointaines comme la moelle épinière, se rejoignent en larges faisceaux dans deux régions appelées pédoncules cérébraux.

Le cervelet, véritable cerveau dans le cerveau, présente une structure foliée caractéristique. Il intervient dans de nombreuses fonctions, en particulier la coordination et l’apprentissage des mouvements.

34 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

32-35_brainbow_308

25/02/10

18:00

Page 35

Sur cette vue agrandie d’un lobe du cervelet, on distingue les différentes couches de neurones composant un circuit répété dans toute cette structure. Des faisceaux d’axones « moussus » entrent à la base du lobe et établissent des synapses (points multicolores constituant une large couche) avec des neurones dits granulaires, eux même connectés aux dendrites des cellules de Purkinje (structures rectilignes en vert et bleu dans la couche la plus externe), qui intègrent ces informations ainsi que celles provenant d’autres axones dits « grimpants ».

BIOFUTUR 308 • MARS 2010 35

34-36_rizo_308

25/02/10

17:16

Page 36

Dossier Imagerie de fluorescence

La fluorescence en chirurgie : une application clinique de l’imagerie moléculaire La chirurgie en oncologie sera un des premiers champs d’application clinique des récents progrès en imagerie de fluorescence. Le développement de nouveaux traceurs ciblant les tumeurs et de systèmes de mesures dans le proche infrarouge permet d’envisager d’assister le geste chirurgical lors de l’exérèse de tumeurs et de la recherche de ganglions drainant une tumeur.

(1) Weissleder R, Pittet MJ (2008) Nature 452, 580-9

Philippe Rizo*, Jean-Marc Dinten**, Isabelle Texier**

* Fluoptics, 7 parvis Louis Néel, BP 50, 38040 Grenoble cedex 9 philippe.rizo@cea.fr ** CEA-LETI/Minatec, DTBS, 17 rue des Martyrs, 38054 Grenoble cedex 9

tissus tumoraux

tissus sains

Visualisation des berges d’un ostéosarcome 250 µg d’Angiostamp sont injectés dans la veine caudale d’un rat quelques heures avant l’opération, permettant de distinguer les tissus cancéreux des tissus sains et ainsi de réduire la zone à extraire. La photo a été réalisée avec le système Fluobeam (voir p. 38). 36 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

epuis le début des années 2000, la recherche en imagerie médicale a pris un nouvel essor en s’orientant vers l’imagerie moléculaire, dont l’objectif est de visualiser, directement dans le vivant, des processus biologiques en action au niveau cellulaire. Initialement, ces mécanismes ont été étudiés en microscopie de fluorescence et leur transfert à l’imagerie in vivo a permis de faire émerger cette technique parmi les autres approches plus classiques, telles que le PET (tomographie par émission de positons) ou l’IRM (1). Le transfert de l’imagerie de fluorescence à l’homme doit encore relever un certain nombre de défis techniques qui vont dans un premier temps orienter son application vers de l’imagerie de surface ou peu profonde, comme on en rencontre en chirurgie.

Imagerie moléculaire et fluorescence Quand un produit de contraste est utilisé en imagerie médicale, celui-ci circule dans le système vasculaire ou s’accumule dans une zone déterminée (par exemple en traversant les vaisseaux poreux qui jouxtent les tumeurs). La qualité de l’image obtenue dépend directement de la quantité de produit injecté et du temps d’intégration utilisé pour la mesure.

34-36_rizo_308

25/02/10

17:16

Page 37

Images de fluorescence 30 min post-injection

4 h post-injection © FABRICE NAVARRO CEA-LETI/MINATEC

Image noir et blanc

Exemple de drainage lymphatique Une petite quantité de Sentidye, une émulsion fluorescente, est injectée en intramusculaire. Le produit est drainé par le système lymphatique vers les ganglions les plus proches. Cette méthode peut être utilisée en chirurgie des cancers pour détecter les ganglions qui drainent une tumeur.

En imagerie moléculaire, on injecte également un produit (traceur) qui va être détecté par le système de mesure, mais dont le but est de cibler des molécules impliquées dans le processus biologique étudié. La qualité optimale de l’image dépend du nombre de molécules pouvant être ciblées et non plus du nombre de molécules de traceur ; en injectant plus de produit, on n’obtiendra pas forcément une meilleure image. Au contraire, les molécules de traceur qui restent en circulation et qui ne sont pas fixées sur leur cible peuvent générer du bruit de fond. Cette constatation simple permet de comprendre pourquoi l’imagerie moléculaire nécessite d’une part des systèmes d’imagerie ayant une bonne sensibilité et une limite de détection très basse (en général femtomolaire*1), et d’autre part des traceurs émettant un signal puissant et s’atténuant peu entre leur zone d’émission et le détecteur. Face à ces contraintes, la technique de prédilection de l’imagerie moléculaire pour l’imagerie corps entier est naturellement l’imagerie PET, qui utilise des traceurs radioactifs, émettant des photons à 511 keV pouvant traverser de fortes épaisseurs de tissus avec une faible atténuation, et ayant une limite de détection de l’ordre du femtomolaire. À l’inverse, quand on envisage des examens locaux ou en surface, les techniques d’imagerie de fluorescence, qui on fait leur preuve en microscopie, reprennent de l’intérêt. Elles sont relativement simples à mettre en œuvre et surtout bien moins coûteuses que les techniques classiques d’imagerie nucléaire. Les principaux points qui limitent la sensibilité de ces méthodes de mesure optiques sont d’une part l’atténuation et la diffusion de la lumière lors de la traversée des tissus, qui réduisent la proportion de lumière émise par le traceur atteignant le détecteur, et d’autre part la fluorescence propre aux tissus biologiques, qui génère un signal lumineux comparable à celui du traceur et perturbe la mesure. En traversant les tissus biologiques, la lumière est essentiellement atténuée par l’hémoglobine et l’eau. L’hémoglobine atténue très fortement toutes les longueurs d’ondes inférieures à 650-700 nm (tout le spectre visible sauf le rouge profond). L’eau est transparente pour le visible et le très proche infrarouge, mais atté-

nue très fortement les longueurs d’onde supérieures à 900 nm. Il existe donc une bande de longueurs d’onde à la limite entre le rouge profond et le proche infrarouge (650-900 nm) où la transparence des tissus est maximale. C’est une des raisons pour lesquelles le domaine de développement des marqueurs fluorescents dans le proche infrarouge est en très forte croissance (2). De plus, pendant la traversée des tissus, la lumière n’est pas seulement atténuée, elle est également fortement diffusée. En épifluorescence (imagerie par réflexion), il n’est pas possible de s’affranchir de cette diffusion. Seules les structures lumineuses en surface ou très proches de la surface pourront être vues avec une bonne résolution. Enfin, les tissus biologiques fluorescent naturellement. Pour effectuer une mesure avec un marqueur, il faut que la fluorescence du marqueur soit prépondérante par rapport à la fluorescence propre des tissus. Des études menées sur la fluorescence des tissus biologiques ont montré que celle-ci est maximale dans le spectre visible et devient quasiment négligeable dans le proche infrarouge (3). Le domaine de prédilection de la fluorescence in vivo est donc la mesure de structures en surface ou juste sous la surface, avec des traceurs qui absorbent et émettent dans la bande de longueur d’onde 650-900 nm.

La chirurgie assistée par fluorescence La chirurgie pratiquée en oncologie présente pour certains types de cancer des caractéristiques très favorables à l’utilisation de la fluorescence. Les structures à examiner (membranes séreuses, muqueuses, peau ou pièces opératoires) se trouvent la plupart du temps en surface ou très proches de la surface observée par le chirurgien. Du point de vue optique, la géométrie de mesure et les paramètres optiques des tissus sont à peu près indépendants des patients, ce qui permet de développer une approche générique. La mise en place d’une technique de fluorescence in vivo nécessite le développement de deux éléments clefs : des traceurs qui fluorescent dans le proche infrarouge et une instrumentation compatible avec l’acte chirurgical et capable de visualiser cette fluorescence. BIOFUTUR 308 • MARS 2010 37

(2) Tsien R (2009) Angew Chem Int Ed Engl 48, 5612-26

(3) Frangioni JV (2003) Curr Opin Chem Biol 7, 626-34

*1 De l’ordre de 10-15 mol/L

34-36_rizo_308

25/02/10

17:16

Page 38

Dossier Imagerie de fluorescence

Imagerie intra-opératoire en fluorescence du réseau vasculaire cardiaque Injection intraveineuse de 1 mL de Sentidye pendant une opération sur les coronaires d’une brebis. Cette injection permet une visualisation précise du réseau vasculaire cardiaque. Cette acquisition a été réalisée avec le système Fluobeam.

produit en qualité clinique : il doit avoir suivi les étapes précliniques réglementaires et les différentes phases de validation clinique avant de pouvoir être utilisé significativement. Le coût élevé de ces phases limite les risques de toxicité a priori en se focalisant sur des traceurs construits à partir de molécules organiques dégradables par l’organisme et si possible couramment utilisées dans la formulation de produits injectables. Du point de vue de l’instrumentation, il faut assurer la plus grande compatibilité possible entre l’utilisation de la fluorescence et l’acte chirurgical. Pour cela, l’instrumentation ne doit pas encombrer le champ opératoire et doit être compatible avec son éclairage par une lumière ayant une température et un indice de rendu des couleurs comparables à ce qui est fourni par les plafonniers de salle d’opération. À terme, la fluorescence devra pouvoir être utilisée en endoscopie pour suivre l’évolution de la chirurgie vers des méthodes minimalement invasives. Plusieurs sociétés aux États-Unis et en Europe se sont engagées dans l’industrialisation de techniques de fluorescence pour la chirurgie, que ce soit pour le développement de traceurs ou pour celui d’instrumentations (zoom).

Un atout de taille (4) Sheth RA et al. (2009) Gynecol Oncol 112, 616-22 (5) Schottelius M et al. (2009) Acc Chem Res 42, 969-80

*2 Protéases importantes dans la dégradation des protéines par le lysosome *3 Récepteurs d’adhésion cellulaire

De nombreux traceurs fluorescents ont été étudiés dans le domaine préclinique (étude sur animal) et ont montré la viabilité de cette approche. En revanche, les seuls qui soient en cours d’évaluation clinique ciblent l’activité des protéases, et en particulier des cathepsines*2 (4), et celle des intégrines*3 de type αvβ3 (5). Le nombre de traceurs en cours d’évaluation est très restreint car l’introduction d’un nouveau traceur injectable à l’homme repose sur la même démarche que l’introduction d’un nouveau médicament, même s’il s’agit d’une injection unique. Le traceur doit être

Les approches cliniques en imagerie moléculaire par fluorescence commencent tout juste à émerger. D’ici à quelques années, quand les traceurs en cours de tests seront agréés pour l’injection à l’homme, ces techniques pourront être utilisées en routine. Le chirurgien disposera alors d’une information en temps réel sur la biologie en cours au niveau des différentes parties de son champ opératoire pour l’aider dans ses décisions. Cette information supplémentaire devrait conduire à des chirurgies plus précises et plus rapides. G

Zoom Fluoptics Utiliser l’imagerie de fluorescence pour lutter contre le cancer En chirurgie oncologique, la distinction entre les tissus tumo-

* Pendant l’acte chirurgical

raux et les tissus sains n’est pas toujours facile. Le chirurgien n’est alors guidé que par ses sens visuel et tactile, et par son expérience. Aucune technique peropératoire* n’est actuellement disponible pour l’aider à élaborer une cartographie précise de l’extension tumorale. Créée en février 2009, la société Fluoptics, basée à Grenoble sur le site du complexe Minatec dédié aux micro- et nanotechnologies, souhaite fournir aux chirurgiens oncologues

38 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

une nouvelle technique d’imagerie en temps réel pour les assister pendant l’acte chirurgical afin de sécuriser l’élimination de zones tumorales. Fluoptics développe donc une solution combinant un instrument d’imagerie de fluorescence, Fluobeam, et un traceur fluorescent ciblant spécifiquement les tissus tumoraux, Angiostamp, deux technologies brevetées et issues des travaux du CEA-LETI de l’université grenobloise Joseph Fourier, de l’Inserm et du CNRS (1,2).

34-36_rizo_308

25/02/10

17:16

Page 39

Zoom Une fois injecté, le traceur fluorescent se concentre dans les tumeurs qui, quelques heures après l’injection, peuvent être visualisées par fluorescence. Une image en temps réel du champ opératoire montrant les zones fluorescentes est affichée sur un écran pour permettre au chirurgien de visualiser les marges des tumeurs, protéger les structures vitales saines et vérifier la bonne élimination des zones tumorales (une vidéo est disponible sur le site de l’entrerprise). Le geste chirurgical est alors plus précis, plus complet et plus rapide. Un premier partenariat avec le Centre Léon Bérard de lutte contre le cancer de Lyon a déjà été signé en 2009 afin de réaliser les preuves de concept de ces technologies. Cette solution est en cours de transfert vers la clinique et les premiers essais seront réalisés en 2011.

Le traceur L’AngioStamp, est un marqueur moléculaire qui cible des intégrines αvβ3 surexprimées dans l’angiogenèse et dans de nombreuses tumeurs cancéreuses. La visualisation pendant la chirurgie des zones sur lesquelles se concentre le marqueur fournit une réelle information biologique in vivo sur le niveau d’expression des intégrines αvβ3 dans les tissus, aidant ainsi le chirurgien à caractériser les zones cancéreuses. Ce marqueur a fait l’objet d’un brevet international et d’une dizaine de publications (3).

Le système d’imagerie

le rouge profond et leur émission est maximale dans le proche infrarouge. Or l’œil voit très difficilement ces longueurs d’ondes. Fluoptics a donc développé et optimisé une technique de filtrage qui permet d’effectuer les mesures de fluorescence dans le proche infrarouge pendant que la zone examinée est éclairée avec une lumière blanche de bonne qualité. Le lecteur qui en résulte assure ainsi simultanément une fonction d’éclairage en lumière blanche de la zone observée du champ opératoire, l’excitation de la fluorescence à l’aide d’un laser diffusé sur le champ et l’acquisition de l’image de fluorescence avec une caméra CCD (charge coupled device, très sensible, compatible avec des temps de mesure longs) filtrée pour ne voir que les longueurs d’ondes correspondant à la fluorescence.

Le marché préclinique, en attendant la commercialisation du produit clinique Les produits Fluoptics, Fluobeam et AngioStamp sont déjà commercialisés au niveau international via un réseau de distributeur sur le marché préclinique et utilisés dans le cadre de travaux de recherche sur animaux in vivo, et plus particulièrement dans le cadre de la recherche sur le cancer. Pour sa première année d’activité, l’entreprise, qui emploie cinq personnes, va réaliser 200 K€ de chiffre d’affaires. G Philippe Rizo philippe.rizo@fluoptics.com

Le lecteur Fluobeam fournit en temps réel une image quantitative de la fluorescence dans le champ opératoire. L’absorption des marqueurs de Fluoptics est maximale dans

Pour en savoir plus

¯ www.fluoptics.com

Système de mesure

Caméra CCD Lentille filtrante

Laser

La zone d’intérêt est éclairée par une lumière blanche ne contenant pas d’infrarouge et permettant la chirurgie sur la zone éclairée. Un laser dans le proche infra rouge est diffusé sur cette même zone pour exciter la fluorescence du marqueur. Celle-ci est détectée par une caméra CCD filtrée qui ne voit que le proche infrarouge.

Lumière LED filtrée

(1) Dumy P et al., Synthèse et caractérisation de nouveaux systèmes de guidage et de vectorisation de molécules d’intérêt hérapeutique vers des cellules cibles, brevet européen : EP 1539804 Délivré le 03/01/2007 (2) Cyclic adhesion inhibitors, Jonczyk A et al., EP 0770622 délivré le 02/02/2000 (3) Razkin J et al. (2006) Chem Med Chem 1, 1069-72

BIOFUTUR 308 • MARS 2010 39

38-41_dubertret_308

25/02/10

17:21

Page 40

Dossier Imagerie de fluorescence

Vers de nouveaux

nanomarqueurs fluorescents pour l’imagerie biomédicale Les nanocristaux de semi-conducteurs sont de nouveaux marqueurs fluorescents aux propriétés uniques, qui en font des sondes de grand intérêt pour l’imagerie en biologie et en médecine. Leurs applications potentielles sont nombreuses, mais avant toute utilisation clinique, des obstacles devront être franchis, notamment en matière de toxicité. Laboratoire Physique et étude des matériaux, CNRS, ESPCI, 10, rue Vauquelin, 75005 Paris thomas.pons@espci.fr benoit.dubertret@espci.fr

Thomas Pons, Benoit Dubertret

a fluorescence correspond à une émission de lumière par un matériau à la suite de l’absorption de lumière d’une longueur d’onde différente. Le photon d’excitation absorbé par le matériau fait passer un électron de son état fondamental vers un état excité. Une partie de l’énergie du photon est ensuite dissipée sous forme de vibrations et de chaleur pendant que l’électron descend vers le niveau électronique excité de plus basse énergie, le plus souvent très rapidement (en 10-12 seconde environ). La transition électronique vers le niveau fondamental peut ensuite se faire de manière non radiative, avec dissipation de chaleur dans l’environnement, ou radiative, par l’émission d’un photon de fluorescence (en 10-9 s). La compétition entre ces deux modes de transition définit le rendement quantique de fluorescence, soit le rapport entre le nombre de photons de fluorescence émis et le nombre de photons absorbés. Les photons de fluorescence émis sont toujours d’énergie plus faible que celle des photons absorbés initialement par le matériau. Cette différence d’énergie, donc de couleur, entre la lumière d’excitation et celle d’émission permet une détection très sensible de ce signal, grâce à l’utilisation de simples filtres optiques. 40 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

La fluorescence, un outil polyvalent pour la biologie De nombreuses molécules organiques ont été développées depuis le début du XXe siècle, avec des propriétés photophysiques optimisées et des fonctionnalités permettant de les lier chimiquement à d’autres molécules, par exemple d’intérêt biologique (ADN, protéines, anticorps…). La fluorescence est ainsi utilisée pour sa sensibilité, sa flexibilité et sa simplicité d’utilisation dans de nombreuses applications biologiques, comme par exemple la détection sensible et spécifique de protéines ou d’ADN in vitro, pour la recherche biologique, pharmaceutique ou pour le diagnostic médical. À partir des années 1950, la microscopie de fluorescence prend son essor, en fournissant des images de cellules avec des résolutions de l’ordre du micron pour un microscope classique, certaines techniques de microscopie développées ces dernières années permettant même d’atteindre des résolutions de l’ordre de quelques dizaines de nanomètres. Certains fluorophores sont utilisés pour marquer des biomolécules de manière spécifique et imager leur distribution intracellulaire (ADN, protéines…), tandis que d’autres sont utilisés pour leur

25/02/10

17:21

Page 41

sensibilité au pH ou à la concentration en certains type d’ions (par exemple le calcium). Un autre exemple de développement est celui des protéines fluorescentes, récompensé par le prix Nobel de chimie 2008, où le colorant est directement produit par la cellule. Enfin, l’imagerie de fluorescence s’est également étendue à l’imagerie in vivo et est utilisée pour des études biologiques chez le petit animal, afin de détecter et de suivre le devenir de cellules ou de tissus spécifiques dans l’organisme. Pour ces applications, l’absorption et la diffusion de la lumière par les tissus limitent la profondeur d’imagerie, jusqu’à typiquement quelques centimètres sous la peau. La fenêtre de longueurs d’onde optimales correspond au proche infrarouge, d’environ 700 à 900 nm, entre la gamme de longueurs d’onde visibles, dans laquelle certains composants organiques des tissus absorbent la lumière et éventuellement émettent une fluorescence intrinsèque parasite, et celle dans l’infrarouge plus lointain où l’eau absorbe la lumière. L’utilisation médicale de l’imagerie de fluorescence infrarouge pour le diagnostic intravital ou comme aide à la chirurgie suscite un intérêt croissant grâce notamment à sa facilité d’utilisation et à son moindre coût par rapport à d’autres modalités d’imagerie (IRM, scintigraphie…), pour des applications où les tissus à imager sont situés peu profondément sous la surface de la peau ou sont accessibles par endoscopie.

Les nanocristaux de semi-conducteurs, de nouvelles sondes prometteuses Cependant, l’imagerie de fluorescence souffre de plusieurs limitations, dont certaines sont dues aux propriétés photophysiques des colorants organiques. Tout d’abord, ces colorants subissent un photoblanchiment, souvent une réaction photochimique qui rend la molécule non fluorescente, après l’émission de quelques millions de photons. Il est donc difficile d’effectuer des observations prolongées de fluorescence avec de bons rapports signal/bruit. Ensuite, les propriétés spectrales des colorants organiques rendent difficile la détection simultanée de différents signaux de différentes couleurs. En effet, les maxima d’absorption des colorants sont spectralement proches de leurs maxima d’émission, ce qui oblige à utiliser différentes longueurs d’onde pour exciter différents colorants, et leurs spectres d’émission sont relativement larges et parfois difficiles à séparer de manière efficace. Enfin, les colorants organiques émettant dans le proche infrarouge utilisés pour l’imagerie des tissus vivants sont peu nombreux et souvent peu performants, notamment en termes de rendement de fluorescence. De nouveaux matériaux fluorescents, les nanocristaux de semi-conducteurs, permettent de dépasser ces limitations et sont des sondes fluorescentes prometteuses pour la biologie et l’imagerie médicale. Ces objets sont composés schématiquement d’un cristal de semi-conducteur de quelques nanomètres de diamètre, qui peut comporter une structure cœur/coque et qui définit les propriétés spectrales, entouré d’une couche de ligands organiques, qui détermine son interaction avec l’environnement (figure). L’absorption d’un photon par le nanocristal fait passer un électron dans la bande de conduction en laissant un « trou » dans la bande de valence, créant une paire électron-trou appelée exciton.

38-41_dubertret_308

Schéma d’un quantum dot (QD) et vue au microscope électronique à haute résolution La photo représente des QD de CdSe (séléniure de cadmium) excités dans l’UV et dont la taille varie entre 2,3 et 5,5 nm.

Cet exciton se recombine ensuite en émettant un photon de fluorescence, dont l’énergie dépend du matériau semi-conducteur mais également de la taille du nanocristal. En effet, à ces échelles nanométriques, le confinement de l’exciton à l’intérieur d’un nanocristal de taille plus petite que sa taille naturelle dans le matériau massif augmente son énergie. Ainsi, tandis que des cristaux suffisamment gros émettent une fluorescence à la même longueur d’onde que le semi-conducteur massif, on observe un décalage progressif de la longueur d’onde de fluorescence vers le bleu lorsqu’on diminue la taille des nanocristaux (figure ci-dessus). Cet effet quantique de confinement leur a ainsi donné le nom de « points quantiques », ou « quantum dots » (QD). Ces nanocristaux présentent plusieurs propriétés optiques intéressantes pour l’imagerie de fluorescence (1,2). Ils possèdent par exemple des coefficients d’absorption plus élevés que les colorants organiques, tout en ayant de très bons rendements de fluorescence (jusqu’à 80 %) et procurent ainsi des signaux de fluorescence plus brillants que les colorants organiques. Les dernières années ont vu de grands progrès dans la solubilisation dans l’eau des QD et leur conjugaison à diverses biomolécules, ouvrant la voie à leur application en biologie (figure p. 40) (1,2).

Applications des QD en imagerie de fluorescence Sondes individuelles Les propriétés optiques intrinsèques des QD et le développement d’une chimie de surface compatible avec un environnement biologique ont permis de développer des méthodes de détection et d’imagerie qui auraient été difficiles, voire parfois impossible, à mettre en œuvre avec des colorants organiques traditionnels. En particulier, on a rapidement cherché à tirer profit de la forte brillance et stabilité des QD pour observer ces sondes fluorescentes au niveau individuel. Alors qu’un colorant organique éclairé avec une intensité suffisamment forte pour être détecté individuellement photoblanchit au bout de quelques BIOFUTUR 308 • MARS 2010 41

(1) Medintz IL et al. (2005) Nat Mater 4, 435-46 (2) Michalet X et al. (2005) Science 307, 538-44

38-41_dubertret_308

25/02/10

17:21

Page 42

Dossier Imagerie de fluorescence

tent ainsi de superposer la distribution intracellulaire de différentes protéines ou de suivre le devenir de cellules marquées par des QD de différentes couleurs (figure ci-contre). Couplée à l’extrême sensibilité de détection atteinte par les QD, cette capacité de multiplexage pourrait grandement améliorer et accélérer de nombreux tests diagnostics médicaux (immunologie, identification de virus, etc.).

Embryons de xénope vus en fluorescence Au stade huit cellules, trois cellules de chaque embryon ont été injectées avec trois couleurs de QD différentes (à gauche). Lors de la croissance, les QD se répartissent entre les cellules issues de ces cellules originelles et permettent d’identifier les différentes lignées cellulaires (à droite) ((6), reproduit avec la permission de AAAS).

Nat Mater 4, 826-31 (4) Dahan M et al. (2003) Science 302, 442-5 (5) Kim S et al. (2004) Nat Biotechnol 22, 93-7 (6) Dubertret B et al. (2002) Science 298, 1759-62

* Ablation de ganglions axillaires

Multiplexage Une autre possibilité ouverte par l’utilisation des QD est le multiplexage, c’est-à-dire la détection simultanée de nombreuses sondes de couleurs différentes. En effet, leurs spectres d’absorption larges permettent de tous les exciter simultanément, tandis que leurs spectres d’émission étroits facilitent la séparation des différents signaux (figure ci-dessous). Les QD permet-

Spectres d’absorption (noir) et d’émission (rouge) d’un colorant organique, la fluorescéine (à gauche), et d’un QD (à droite) Contrairement aux colorants, les QD peuvent être efficacement excités sur une grande gamme de longueurs d’onde grâce à leurs spectres d’absorption larges. Leurs spectres d’émission sont par ailleurs plus étroits.

(3) Zhang CY et al. (2005)

secondes, un QD peut fournir un signal de fluorescence intense pendant au moins plusieurs minutes, voire sous certaines conditions pendant plusieurs heures. Cette détection efficace de chaque émetteur a permis par exemple de mettre au point des techniques très sensibles de détection d’ADN, nécessitant seulement une faible quantité d’échantillon à analyser, là où les autres techniques nécessitaient des étapes d’amplification préliminaires sources d’erreurs (3). Un autre exemple d’application de la détection de QD unique concerne le suivi du trafic de protéines individuelles dans des cellules, permettant de mettre en évidence par exemple différentes phases de transit de récepteurs membranaires de neurones (4).

Imagerie in vivo, vers des applications biomédicales Les QD sont également des sondes prometteuses pour les imageries in vivo et biomédicale. Dans ce contexte, leur principal intérêt est de fournir des sondes fluorescentes plus brillantes et plus stables que les colorants organiques traditionnels dans la fenêtre du proche infrarouge. Plusieurs applications sont pressenties, dans lesquelles les QD pourraient avoir un impact important dans le domaine de l’imagerie médicale et dans lesquelles des preuves de principe ont été obtenues sur le petit animal. Les plus simples de ces applications sont celles où les QD ne sont pas ciblés vers un tissu spécifique mais où on vient imager leur simple migration dans le milieu injecté. Les QD peuvent être ainsi utilisés pour imager le réseau sanguin, après une injection intraveineuse, ou le réseau lymphatique, à la suite d’une injection sous-cutanée. Une application médicale réaliste des QD pourrait ainsi être le repérage du ganglion sentinelle, responsable du drainage de la lymphe dans la région entourant une tumeur (5). Ce ganglion est un élément de diagnostic important puisqu’il est le premier relais ganglionnaire drainant les cellules tumorales, c’est donc le premier relais lymphatique potentiellement métastatique. Son identification et son prélèvement permettent de déterminer si des métastases ont envahi le réseau ganglionnaire lymphatique, sans procéder à un curage axillaire* lourd d’effets secondaires. Cependant, la technique actuelle d’identification du ganglion sentinelle est longue (plusieurs heures), coûteuse et lourde à mettre en œuvre de par l’utilisation combinée d’un produit radioactif puis d’un colorant. Les expériences effectuées chez la souris ou le cochon montrent qu’une injection sous-cutanée de QD dans la région péri-

42 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

17:21

Page 43

tumorale permet une visualisation rapide (quelques minutes) du ganglion lymphatique jusqu’à quelques centimètres de profondeur (figure ci-contre). D’autres applications nécessitent un ciblage des QD vers certains tissus spécifiques, comme des tumeurs. Les cellules tumorales peuvent être reconnues par la surexpression de certaines protéines à leur surface. La conjugaison d’anticorps spécifiques de ces protéines à la surface des QD permet de les fixer aux tissus cancéreux pour pouvoir ensuite les détecter par fluorescence. Plusieurs études ont démontré la détection de tumeurs grâce à cette stratégie chez la souris (figure ci-contre) (7). On peut espérer augmenter la sensibilité de la détection afin de détecter de plus petites tumeurs et des micrométastases difficiles à détecter par d’autres techniques d’imagerie. Les QD pourraient ainsi être utilisés pour repérer une tumeur et guider le chirurgien pendant l’opération pour ôter toute la tumeur en épargnant les tissus sains (lire l’article p. 38).

Quelques défis à relever Ces nanocristaux de semi-conducteurs fluorescents sont donc prometteurs pour de nombreuses applications en imagerie médicale. Il reste cependant quelques obstacles scientifiques et technologiques à surmonter avant leur application clinique, comme la question de leur toxicité. Celle-ci dépendra notamment de leur composition, de l’efficacité de leur ciblage (injecter un minimum de particules dans le corps pour obtenir un signal suffisant sur la cible et rien ailleurs) et de leur élimination du corps après injection. Les QD émettant dans la bonne gamme de longueur d’onde du proche infrarouge les plus étudiés jusqu’à présent sont composés de CdTe, de CdHgTe ou de PbS et contiennent donc des métaux lourds très toxiques. Même si les doses injectées sont faibles, on peut craindre des effets néfastes à long terme en particulier en cas d’utilisation répétée. Des progrès récents dans la synthèse ont permis le développement de QD infrarouges composés de matériaux peu toxiques, comme par exemple CuInS2, qui devraient limiter ces problèmes. Diriger des nanoparticules ou n’importe quel autre agent de contraste (radioactif, magnétique pour l’IRM, etc.) dans un organisme vers une cible bien spécifique et dont l’emplacement est parfois a priori inconnu reste difficile. Ceci est en partie dû à la difficulté de concevoir des anticorps ou d’autres agents de ciblage spécifiques de tel ou tel tissu et en partie à l’efficacité du système immunitaire à isoler les corps étrangers, qui fait que ces nanoparticules peuvent être capturées dans le foie, parfois en quelques minutes, avant d’avoir eu le temps de trouver leur cible. La surface du QD doit être recouverte de polymères ou de biomolécules permettant de le rendre furtif, indétectable le plus longtemps possible par le système immunitaire. Ici aussi, on peut raisonnablement espérer que les développements constants de la chimie de surface des nanoparticules et l’utilisation de nouveaux agents de ciblage permettront d’atteindre des efficacités de ciblage au moins aussi bonnes que pour les autres modalités d’imagerie médicale. Idéalement, les QD qui ne sont pas fixés sur la cible devraient être rapidement éliminés par l’organisme,

25/02/10

38-41_dubertret_308

Imagerie in vivo À gauche, des QD infrarouges ont été injectés en souscutané dans la patte (I) et permettent le repérage du ganglion lymphatique (G). À droite, des QD conjugués à des anticorps spécifiques de la tumeur ont été injectés en intraveineux (I) et se sont accumulés dans les tumeurs (T) ((7), reproduit avec la permission de Macmillan Publishers Ltd).

afin de limiter le bruit de fond et de diminuer la dose accumulée par le corps au cours de séances d’imagerie successives. Ceux capturés par le foie, par exemple, peuvent y rester plusieurs années avant d’être excrétés (8). Il a récemment été montré que les QD peuvent être éliminés rapidement à travers les reins vers l’urine s’ils sont plus petits qu’une taille limite d’environ 5,5 nm de diamètre total (9). Les QD infrarouges actuels sont trop gros pour passer cette barrière rénale mais ici aussi les nouveaux matériaux comme CuInS2 devraient permettre d’obtenir des particules suffisamment petites pour être éliminées par l’urine. On peut donc espérer assister à de grands progrès concernant ces trois aspects dans les prochaines années, et donc à une forte réduction des problèmes de toxicité associés aux QD. De nombreuses études devront être menées pour mieux comprendre le comportement de ces nano-objets in vivo et leurs effets sur l’organisme à moyen et long terme. Il est intéressant de noter que leurs propriétés photophysiques exceptionnelles sont un autre atout des QD en ce qui concerne la toxicité, puisque des doses bien moins importantes peuvent être injectées en comparaison des colorants organiques pour obtenir les mêmes niveaux de signaux. Les quantum dots sont donc une nouvelle classe de matériaux fluorescents dont les propriétés photophysiques uniques ont déjà donné naissance à de nombreuses applications en imagerie cellulaire pour la recherche en biologie ou le diagnostic in vitro. Leur utilisation potentielle en imagerie médicale reste liée aux progrès scientifiques, en particulier pour mieux contrôler leur comportement dans l’organisme. Ils pourraient alors, dans certains cas, remplacer d’autres modalités d’imagerie (IRM, radioactivité, rayons X...), en proposant des techniques d’imagerie plus rapide, plus sensible et meilleur marché, ou dans d’autres cas complémenter ces autres modalités avec l’utilisation de QD combinant des propriétés de fluorescence et de magnétisme (IRM) ou de radioactivité. G BIOFUTUR 308 • MARS 2010 43

(7) Gao X et al. (2004) Nat Biotech 22, 969-76 (8) Fitzpatrick JAJ et al. (2009) Nano Lett 9, 2736-41 (9) Choi HS et al.(2007) Nat Biotechnol 25, 1165-70

42-43_zoom_308

25/02/10

15:31

Page 44

Dossier Imagerie de fluorescence

Des boîtes quantiques pour la recherche agronomique

(1) Gaillard C (2008)

Pour distinguer de façon sélective un biopolymère parmi les nombreuses autres substances organiques qui existent dans tout environnement naturel, les « boîtes quantiques » (dont la traduction anglophone « quantum dots » est souvent reprise) apparaissent comme un outil de circonstance lorsqu’il est couplé aux méthodes de microscopie. Ces nanoparticules semi-conductrices, car composées d’un cristal semi-conducteur – sulfure, séléniure et tellurure de cadmium (CdS, CdSe et CdTe), séléniure de zinc (ZnSe), arséniure d’indium (InAs), sulfure de plomb (PbS)… –,

ont été largement développées en raison de l’existence d’un effet quantique de confinement des paires électron/trou, dont la mobilité est à l’origine de la photoluminescence, induit par leur très petite dimension (1 à 20 nanomètres de diamètre). Un phénomène physique classiquement appelé « effet quantique de taille ». En conséquence directe, les boîtes quantiques possèdent une forte émission en fluorescence directement dépendante de leur composition et de leur taille (lire l’article p. 38).

La capacité de contrôler à façon la composition d’une boîte quantique, sa taille et par conséquent ses propriétés optiques, puis celle de coupler ces nanoparticules fluorescentes à une protéine, un anticorps, une enzyme, un polysaccharide ou un lipide permet la localisation spécifique du biopolymère dans un environnement organique complexe. L’émission photoluminescente est détectable par microscopie de fluorescence, le nanocristal semi-conducteur (fluorophore), lui, est observable, en parallèle, au microscope électronique.

Dans cette association entre boîte quantique et biopolymère, la nanoparticule, placée au centre, joue le rôle d’étiquette fluorescente alors que le biopolymère se situe en périphérie et donne les propriétés de surface à l’ensemble (figure ci-contre). En mettant en œuvre simultanément plusieurs particules hybrides, formées chacune par le couplage d’un biopolymère donné à une boîte quantique de taille et d’émission différente, des expériences de multilocalisation sont réalisées de façon unique et permettent une mesure simultanée de plusieurs indicateurs biologiques à l’intérieur d’un même système (2).

Illustration de la nature hybride organique/inorganique de nanoparticules fluorescentes formées par l’association entre une boîte quantique et une biomolécule

EMC, vol. 1 : Instrumentation and Methods, Luysberg M, Tillmann K, Weirich T (eds.), 815-6 (2) Lacoste TD et al. (2000) Proc Natl Acad Sci USA 97, 9461-6

Les biopolymères (protéines, polysaccharides) ou les biomolécules (lipides/acides gras) issus des ressources de l’agriculture sont les constituants principaux des systèmes alimentaires. Ces entités existent, la plupart du temps, dans des assemblages naturels (plantes ou animaux) mais sont également extraites puis impliquées dans la formulation de nombreux produits alimentaires dans le but de répondre aux attentes du consommateur. Comprendre le rôle des assemblages de biopolymères dans les systèmes naturels, connaître leurs propriétés (fonctionnelles, nutritionnelles, physicochimiques), puis les reproduire dans des systèmes formulés sont donc des étapes essentielles de la recherche agronomique. L’étude des interactions et des associations d’un biopolymère donné dans un environnement naturel ou formulé est facilitée à condition de pouvoir aisément le repérer parmi d’autres. Cela se réalise par le développement préalable de méthodes d’investigation innovantes (1).

Observation en microscopie à force atomique (A) et en microscopie électronique à transmission (B) de nanoparticules de sélénure de cadmium (cœur noir) encapsulées par un acide gras hydroxylé (couronne organique claire).

44 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

42-43_zoom_308

25/02/10

15:31

Page 45

Zoom Un intérêt fort en agronomie Plusieurs applications des boîtes quantiques ont été déve-

Une autre application du même type a permis de cartographier par microscopie de fluorescence la répartition des récepteurs spécifiques de l’acide γ-aminobutyrique dans les cellules des plantes modèles Nicotiana tabacum et Arabidopsis. Pour cela, des boîtes quantiques CdSe(ZnS) ont été couplées à l’acide pour réaliser le ciblage par fluorescence (4). La localisation précise de l’acide γ-aminobutyrique, inhibiteur de la croissance des tubes à pollen, permet de mieux comprendre les mécanismes de pollinisation des plantes et d’optimiser leurs performances. Autre exemple, des boîtes quantiques ont été couplées à des nutriments organiques (glycine, arginine, chitosane) pour suivre leur incorporation et leur transport par des champignons, ainsi que leur devenir après incubation sur une culture de Penicillium. Le tracé du cheminement de ces sondes par microscopie de fluorescence a contribué à mieux comprendre le cycle de l’élimination des composés azotés du sol par les micro-organismes (5).

loppées en recherche agronomique. Des protéines d’adhésion du pollen ont, par exemple, été couplées à une boîte quantique CdSe(ZnS) dans le but de localiser leur évolution in planta (3). Les nanosondes hybrides formées avec ces protéines végétales ont été incorporées dans des grains de pollen en cours de croissance pour fournir des informations sur les mécanismes d’endocytose qu’elles subissent.

Utilisation de boîtes quantiques hybrides fluorescentes pour l’étude de nouveaux tensioactifs verts formés par l’association de chaînes d’acides gras hydroxylés Observation par microscopie de fluorescence (excitation dans l’UV et émission dans le bleu) (A,B) et par microscopie électronique à transmission (C) de structures fibrillaires formées par l’auto-association de chaînes d’acide gras en milieu basique. Le marquage en fluorescence est réalisé en incorporant 1 % de nanoparticules de ZnSe portant en périphérie une couronne de lipides de même nature que ceux impliqués dans l’autoassemblage. L’image en microscopie électronique (C) montre l’agencement des boîtes quantiques (points noirs) au sein de la structure lipidique.

Les acides gras hydroxylés (lipides), que l’on peut classiquement extraire de la peau de tomate (cutine), sont capables de s’auto-associer en assemblages supramoléculaires (6,7). Ces édifices lipidiques ont des propriétés tensioactives (nécessaires pour former des mousses ou des émulsions) qui dépendent directement de la structuration des lipides. Ces assemblages peuvent être utilisés comme nouveaux détergents verts en remplacement des tensioactifs issus de la pétrochimie. La compréhension des mécanismes d’autoassociation des acides gras est donc cruciale pour en contrôler les propriétés. En utilisant des boîtes quantiques dont la périphérie est recouverte par des acides gras de même nature que ceux présents dans les auto-assemblages, il est possible de sonder finement l’organisation interne des structures produites, puisque la nanosonde fluorescente est partie intégrante de l’assemblage formé (figure ci-dessus).

Sur un plan plus prospectif, dans le domaine de l’agroalimentaire, le potentiel des boîtes quantiques pourrait se développer selon différents axes. Les nanoparticules hybrides biopolymère/boîte quantique sont de taille comparable, voire inférieure à celle des constituants élémentaires de la cellule végétale. Elles constituent ainsi des sondes très localisées et adaptées à l’exploration in planta des mécanismes cellulaires sans créer trop d’interférences (8). Leur incorporation dans les végétaux peut être pratiquée par incubation ou micro-injection, techniques bien connues des biologistes.

Cependant, pour toute application sur des cellules vivantes, la question d’une éventuelle cytotoxicité des boîtes quantiques (qui dépend de la diffusion du métal à travers la couche greffée en périphérie, donc de l’efficacité de celle-ci à protéger le cœur inorganique) et de ses conséquences sur les résultats obtenus doit toujours se poser (9,10).

La capacité de repérer simultanément plusieurs biopolymères (multilocalisation) permettra de caractériser in vitro et in vivo les assemblages mixtes qu’ils peuvent former entre eux dans un environnement donné, composé de mélanges de lipides, de polysaccharides ou de protéines. Profitant des propriétés remarquables de résistance au photoblanchiment (perte de fluorescence sous excitation lumineuse) des boîtes quantiques, le suivi des phénomènes dynamiques des biopolymères dans leur environnement naturel (transit intracellulaire, mouvement vers un récepteur) est largement envisageable (11,12). Cela permettra d’acquérir une meilleure connaissance des propriétés de transport et d’agrégation des biopolymères et aidera à élucider les mécanismes naturels complexes d’accumulation des biopolymères au sein des graines et des plantes. G Cédric Gaillard, Jean-Paul Douliez UR Biopolymères interactions assemblages, Inra, BP 71627, rue de la Géraudière, 44316 Nantes Cedex 3 cedric.gaillard@nantes.inra.fr

BIOFUTUR 308 • MARS 2010 45

(3) Ravindran S et al. (2005) Nanotechnology 16, 1-4 (4) Yu G et al. (2006) Chem Biol 13, 723-31 (5) Whiteside MD et al. (2009) Ecology 90, 100-8 (6) Douliez JP et al. (2008) Chemphyschem 9, 74-7 (7) Douliez JP et al. (2006) Langmuir 22, 2942-5 (8) Taton TA (2002) Trends Biotechnol 20, 277-9 (9) Jackson PJ et al. (2009) Anal Bioanal Chem 394, 911-7 (10) Bouldin JL et al. (2008) Environ Toxicol Chem 27, 1958-63 (11) Tekle C et al. (2008) Nano Lett 8, 1858-65 (12) Caboche M, Golstein C (2009) Les Technologies du Futur, rapport, www.paris.inra.fr/ prospective_/content/ download/2914/29088/ version/1/file/Les+ technologies+du+ futur+15_6_2009.pdf

44-46_ooms_308

25/02/10

17:09

Page 46

Dossier Imagerie de fluorescence

La fluorescence

chlorophyllienne au service des productions végétales Toujours en quête d’informations quantitatives sur les phénomènes physiologiques complexes, l’agronome peut trouver une réponse dans l’analyse de la cinétique de fluorescence chlorophyllienne émise par les végétaux. Il dispose alors d’un index de vitalité qui le guide dans l’appréciation précise de l’effet de stress biotiques ou abiotiques de l’environnement en se basant sur la photosynthèse des plantes, véritable carrefour biologique sur lequel se répercutent ces stress. * Aliwen SA, 54, avenue Georges Lemaitre, 6041 Gosselies, Belgique murielle.eyletters@aliwen.com ** Université de Liège, Gembloux Agro-Bio Tech, Département des sciences et technologies de l’environnement, Unité de mécanique et construction, 2, passage des déportés, 5030 Gembloux, Belgique d.ooms@ulg.ac.be *1 Membrane interne du chloroplaste, siège de la photosynthèse

Murielle Eyletters*, David Ooms**, Marie-France Destain**

ors des étapes photochimiques primaires de la photosynthèse, l’énergie lumineuse est absorbée par l’antenne pigmentaire du photosystème II composée des chlorophylles a, b et ab, et de caroténoïdes. Cette énergie est piégée par le centre réactionnel (chlorophylle piège) afin de déclencher une séparation de charge entre un donneur et un accepteur d’électrons. Le transfert d’électrons qui s’ensuit, via les différents transporteurs insérés dans la membrane thylacoïdienne*1 des chloroplastes, contribuera à la transformation de l’énergie lumineuse en cette énergie chimique, tellement essentielle à tous les processus métaboliques du végétal. Ces trois étapes fondamentales d’enclenchement de la photosynthèse, à savoir l’absorption, le piégeage de la lumière et le transfert d’électrons, peuvent être quantifiées en mesurant une voie de dissipation énergétique parallèle à la voie photochimique : la fluorescence chlorophyllienne. Lorsque les pigments, et en particulier les chlorophylles, reçoivent des photons, ils passent d’un état fondamental à un état excité pour revenir ensuite vers l’état fondamental via différentes voies interdépendantes : l’émission de chaleur, de lumière (fluorescence) et la photochimie (figure p. 47). 46 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

Ainsi, si l’activité photosynthétique est perturbée par un environnement défavorable, la dissipation d’énergie (chaleur et fluorescence) devra compenser cette baisse. Dès lors, la fluorescence chlorophyllienne peut être considérée comme un indicateur intrinsèque des premières étapes de la photosynthèse et son intensité liée au rendement photosynthétique du végétal. La fluorescence chlorophyllienne est ainsi un indicateur photosynthétique de la vitalité des végétaux. L’appareil photosynthétique, et en particulier le photosystème II, est très sensible et induit des changements constants dans son organisation pour maintenir un fonctionnement optimal alors que son environnement est en perpétuelle mutation.

Application dans le diagnostic de vitalité des arbres urbains La technique de fluorescence chlorophyllienne est particulièrement bien adaptée pour effectuer un monitoring in vivo des plantes en détectant et en évaluant les changements dans la cinétique rapide de

44-46_ooms_308

25/02/10

17:09

Page 47

Modèle des flux d’énergie des réactions photochimiques primaires au sein du photosystème II

Courbe typique d’émission de fluorescence d’un échantillon photosynthétique in vivo : l’effet Kautsky Les JIP-tests reposent sur l’analyse de la cinétique de fluorescence et en exploitent les points remarquables : O correspond à l’intensité de fluorescence minimale, J et I sont des points d’inflexion, P indique la fluorescence maximale et S le point de repos (steady state). tFmax est le temps néessaire pour obtenir le maximum de fluorescence, c’est le moment à partir du quel s’enclenche la photosynthèse. D’après (2).

place les traitements thérapeutiques adéquats. La mesure de la fluorescence chlorophyllienne permet également de quantifier l’efficacité de ces traitements (2). Cette méthode connaît également d’autres applications. En agriculture par exemple, l’index de vitalité de la culture permet de quantifier l’efficacité de traitements phytosanitaires. Des tests ont ainsi été réalisés sur vigne pour montrer l’efficacité d’un fertilisant foliaire à base d’algues. Il est également possible de distinguer la réponse de plantes issues de variétés différentes pour une même céréale soumise à une sécheresse et de réaliser un criblage précoce des semences, de façon à guider les programmes de sélection classique en identifiant les plantes résistantes ou sensibles à la sécheresse. Enfin, des applications émergent dans la lutte contre la désertification : dans le cadre d’un programme de reboisement, la fluorescence chlorophyllienne a permis de mettre en évidence l’accroissement de vitalité et de résistance de jeunes arbres mycorhizés et plantés dans des conditions extrêmes de croissance. Une comparaison de l’index a été réalisée entre les plants avec et sans mycorhizes (champignons symbiotiques) sur un même site, de manière à quantifier l’efficacité de cette symbiose dans ces conditions particulières de croissance.

Suivre la maturation des fruits Dans le cycle de reproduction des végétaux angiospermes et gymnospermes, la semence joue un rôle essentiel. Chez les angiospermes, les semences croissent et se développent généralement dans les fruits, qui présentent une très grande variété : petit et sec comme l’akène*2 ou charnu comme la baie de tomate (Solanum lycopersicum L.). Les fruits sont parfois très petits et

(1) Strasser RJ, Stirbet AD (1998) International Symposium on Mathematical Modelling and Simulation in Agricultural and Bio-Industries 48, 3-9 (2) Eyletters M (2001) Cahier de l’arbre actuel 6, 53-5

*2 Fruit sec dont l’enveloppe de la graine unique n’est pas soudée à celle-ci et qui ne s’ouvre pas quand le fruit arrive à maturité (par exemple noisette, gland, châtaigne).

Temps (s)

BIOFUTUR 308 • MARS 2010 47

fluorescence de la chlorophylle émise par les plantes et enregistrée par des appareils à haute résolution (d’une microseconde à une seconde). Pour une feuille dont l’appareil photosynthétique a été mis à l’obscurité puis exposé à un flash lumineux d’intensité saturante, on peut observer une émission de fluorescence en deux phases : une augmentation rapide jusqu’à un maximum (fluorescence élevée, photosynthèse pas encore enclenchée), atteint en une seconde, suivi d’un déclin pour atteindre un état stationnaire (photosynthèses enclenchée, fluorescence basse) : c’est l’effet Kautsky (figure ci-dessous). L’adaptation préalable à l’obscurité permet de vider la chaîne de transport des électrons. L’accepteur primaire d’électrons (une quinone) est alors sous sa forme oxydée et les centres réactionnels sont dits ouverts. L’analyse de la cinétique rapide de fluorescence permet de déduire des points remarquables et de les introduire dans des formules appelées JIP-test (en référence aux lettres correspondant aux points d’inflexion caractéristiques de la courbe de fluorescence émise par la plante, comme indiqué sur la courbe ci-dessous) issues de la théorie des flux dans les biomembranes développée par Reto Strasser et ses collègues du laboratoire de bioénergétique de l’université de Genève (1). Un index global (index de performance photochimique ou index de vitalité) intégrant le rendement des différentes étapes de ces réactions photochimiques (absorption, piégeage de l’énergie lumineuse et transfert d’électrons) peut être calculé pour estimer la vitalité de l’arbre. Les fluctuations de cet index de vitalité nous permettent de savoir si un arbre dépérit et à quel stade de son dépérissement il se trouve. De même, il est possible de percevoir de manière précoce, avant même l’apparition de symptômes visibles, les effets sur la vitalité d’un arbre d’une carence en éléments nutritifs ou d’un manque d’eau et de mettre rapidement en

Intensité de fluorescence de la chlorophylle a

L’antenne pigmentaire s’apparente à un entonnoir dans lequel l’énergie lumineuse est canalisée vers le centre réactionnel (chlorophylle piège), induisant la séparation de charge entre les accepteurs primaire et secondaire (quinone) d’électrons. Le transfert d’électrons est alors enclenché. QA : quinone

44-46_ooms_308

25/02/10

17:09

Page 48

Dossier Imagerie de fluorescence

L’imagerie fluorescente permet de détecter et de localiser la chlorophylle de façon plus efficace que l’imagerie classique sur des tubercules de pomme de terre Cette image monochrome a été prise dans une chambre noire à l’aide d’une caméra CCD à travers un filtre optique ne laissant passer que le proche infrarouge au-delà de 665 nm. Le tubercule a été illuminé par une lumière monochromatique autour de 410 nm. Les zones les plus claires correspondent à la présence de chlorophylle a.

inclus dans ou sur une structure supplémentaire, comme pour les fraises (Fragaria vesca L.), où les akènes sont disposés sur un réceptacle charnu issu de l’inflorescence, et les pommes (Malus sp.), dont le pédoncule floral, charnu, entoure le fruit proprement dit. Chacun apprend à distinguer les fruits comestibles « mûrs » des immatures, principalement par la couleur, la fermeté et l’odeur. La véraison marque le début du changement de couleur : de vert à jaune, orange, brun ou rouge. Cela est dû à la dégradation progressive des chlorophylles dans les tissus superficiels, laissant apparaître les autres pigments. Ce phénomène n’est qu’un indicateur des bouleversements que subissent les tissus sous-jacents : accroissement de la respiration, solubilisation des composés pectiques, diminution des acides organiques et enrichissement en saccharose… La mesure de la fluorescence permet ici de quantifier la chlorophylle dans les tissus superficiels tout au long de sa dégradation et ainsi d’évaluer l’état de maturité du fruit.

(3) Dell JR, Toivonen PMA (2003) in Practical applications of chlorophyll fluorescence in plant biology, Dordrecht, NL. Kluwer Academic Publishers, 203-42 (4) Kermode A (2006) in The encyclopedia of seeds Science, technology and uses, Wallingford, UK, CABI, 405-6 (5) Suhartanto M (2002) Thèse, Wageningen Universiteit (6) Ooms D, Destain MF (2009) Biotechnol Agron Soc Environ, sous presse (7) Edwards EJ, Cobb AH (1997) J Agric Food Chem 45, 1032-8 (8) van Gelder WMJ (1990) in Poisonous Plants Contaminating Edible Plants, CRC Press, Boca Raton, FL, 117-56 (9) Grunenfelder L et al. (2006) Postharv Biol Technol 40, 73-81

Évaluer les propriétés de conservation des fruits et des légumes Les qualités organoleptiques des fruits ne sont pas les seules propriétés détectables par le biais de la fluorescence chlorophyllienne. Tout comme les feuilles, les tissus externes des fruits contiennent souvent des structures photosynthétiques actives, dont l’état physiologique peut être affecté par des épisodes de stress dû au froid, au gel, à une atmosphère modifiée pour le stockage ou à la chaleur (3). Certains paramètres utilisés pour la détection du stress dans les feuilles des végétaux sont alors applicables aux fruits puisque, comme pour les feuilles, ils sont corrélés aux changements dans la cinétique rapide de fluorescence de la chlorophylle émise par les tissus superficiels.

Mesure de fluorescence chlorophyllienne in vivo sur feuille laurier cerise (Prunus lauracerasus) grâce à l’appareil Handy-Pea (Hansatech)

48 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

Un indicateur de la viabilité des semences Les semences elles-mêmes subissent plusieurs transformations pendant leur croissance et leur maturation : la différenciation des tissus, l’expansion cellulaire et le séchage (4). Chez les tomates par exemple, la chlorophylle joue un rôle dans le développement des semences. Dans un premier temps, elle est nécessaire à leur développement. Ensuite, la décroissance de la quantité de chlorophylle correspond à une augmentation des performances de germination. C’est au cours de cette phase que la chlorophylle devient un indicateur de la maturité des semences. Cependant, après la date optimale de récolte des semences la quantité résiduelle de chlorophylle n’est plus un indicateur de leur pouvoir germinatif (5). L’application de la fluorescence chlorophyllienne à la détection des semences immatures est actuellement réalisée à petite échelle pour des semences maraîchères mais elle pourrait également l’être pour les grandes cultures. Il faut cependant tenir compte du débit plus important de semences à trier, ce qui impose des contraintes techniques. En effet, la sensibilité élevée n’est plus assurée en raison du temps d’exposition limité. De plus, chaque espèce a ses caractéristiques propres. Pour la chicorée par exemple (6), les semences commerciales sont des fruits secs entiers (cypsèles), dont la physiologie peut différer sensiblement de celle de la semence nue.

Un outil pour la sécurité des aliments Les tubercules de pommes de terre (Solanum tuberosum L.) exposés à la lumière sont le siège de transformations caractéristiques des tissus. L’apparition de chlorophylle est concomitante à celle de glycoalcaloïdes (7), qui affectent le goût et sont toxiques pour le consommateur lorsqu’ils sont présents en quantité importante (8). Grâce à une sensibilité très élevée, l’imagerie fluorescente pourrait remplacer avantageusement l’imagerie couleur actuellement envisagée pour la détection des tubercules atteints (photo ci-dessus) (9). La fluorescence chlorophyllienne reste, en effet, détectable à des concentrations très faibles (de l’ordre du mg/kg) et la mesure n’est pas altérée par les variations naturelles de couleur des tubercules ou d’autres défauts visibles.

Des applications à développer La technique de mesure de la fluorescence chlorophyllienne a permis de mener des recherches approfondies dans le domaine de la physiologie végétale. Elle fournit des informations précieuses qui méritent d’être davantage exploitées. Il existe aujourd’hui des appareils de terrain faciles à mettre en œuvre pour mesurer la cinétique de la fluorescence des végétaux in situ (photo ci-contre), ainsi qu’une grande variété de dispositifs d’imagerie fluorescente adaptables à tous les types de produits végétaux. Certains appareils de laboratoire permettent également de combiner des mesures cinétiques avec l’imagerie. Un large panel d’utilisateurs en bénéficie désormais dans les domaines de la croissance, de la récolte, du stockage et du contrôle de qualité des productions végétales. Reste que les informations précieuses obtenues grâce à ces technologies méritent d’être davantage exploitées. G

49-51_biol-marine_308

25/02/10

17:58

Page 49

Biologie marine

Catherine Leblanc, Philippe Potin Université Pierre et Marie Curie-Paris 6, CNRS, UMR 7139, Station biologique, 29682 Roscoff Cedex - leblanc@sb-roscoff.fr

L’air iodé du bord de mer : de la défense des algues à la formation des nuages Dans l’environnement marin, l’iode est peu abondant, en comparaison avec le brome ou le chlore. Néanmoins, certaines algues ont développé un métabolisme iodé très actif. L’iode qu’elles émettent pour se défendre contre des stress oxydants pourrait aussi jouer un rôle direct dans le climat côtier en favorisant la condensation des nuages.

u début du XIXe siècle, le chimiste Bernard Courtois découvre l’iode dans les cendres d’algues brunes, d’où était traditionnellement extrait le carbonate de sodium (soude de varech, photo). Ce nouveau composé chimique sera baptisé iode (du grec iodès, violet) par Louis-Joseph Gay-Lussac en raison de sa couleur et classé dans la famille des halogènes, tout comme le fluor, le brome, le chlore et l’astate (1). En médecine, il est surtout utilisé comme désinfectant externe (teinture d’iode). Cet usage reste prédominant en milieu hospitalier et dans la filière de production du lait. L’iode est aussi un élément majeur en médecine nucléaire où l’imagerie médicale et la radiothérapie bénéficient des propriétés de certains de ses isotopes radioactifs. Après sa découverte, une série de travaux vont établir un lien entre troubles thyroïdiens et carences en iode de certaines populations du globe. On sait depuis que l’iode est indispensable au bon fonctionnement du métabolisme général chez les mammifères, notamment pour la synthèse des hormones thyroïdiennes. L’iode étant un élément très rare sur Terre, l’iodation artificielle du sel de cuisine permet de pallier les carences en iode dans l’alimentation humaine. Parallèlement, les recherches sur l’iode dans les algues seront quasiment inexistantes avant le début du XXe siècle, jusqu’à ce que des algologues se penchent sur la localisation et les phénomènes d’émission de l’iode par les algues marines, baptisée iodovolatilisation (2). Ce

Production de pains de soude en brûlant des laminaires séchées dans des fours en pierres

phénomène sera à nouveau étudié dans les années 1950, grâce à l’utilisation d’iode radioactif pour suivre la captation et l’accumulation de cet élément dans les algues. Ce n’est qu’assez récemment, dans les années 1990, que des recherches ont repris sur les questions qui entourent la découverte de l’iode dans les algues, et plus précisément sur les mécanismes de captation, le lieu et la forme de stockage de cet élément, et surtout sur son rôle biologique au sein des algues et les phénomènes d’iodovolatilisation. BIOFUTUR 308 • MARS 2010 49

(1) Courtois MB (1813) Ann Chim Phys 88, 311-8 (2) Dangeard P (1957) Le botaniste 41, 187-207

49-51_biol-marine_308

25/02/10

17:58

Page 50

Biologie marine Les grandes algues brunes, de véritables « éponges à iode » Dans l’eau de mer, l’iode se trouve à l’état de traces, essentiellement sous forme d’anions – iodures (I-) et iodates (IO3-) – à des concentrations de 45 à 60 µg/L, ce qui correspond à 0,5 µM environ d’iode inorganique, alors que les concentrations en chlorures (Cl-) et bromures (Br-) y atteignent respectivement 0,5 M et 0,8 mM. Les différents groupes d’organismes marins concentrent plus ou moins l’iode ou ses dérivés et l’un des exemples les mieux documentés est celui des algues brunes. Les teneurs en iode dans certaines algues brunes peuvent ainsi atteindre jusqu’à 5 % de leur poids sec, ce qui correspond à une concentration de l’ordre de 30 000 fois celle de l’eau de mer (3). Chez Laminaria digitata, des méthodes d’imagerie chimique et de spéciation, utilisant toutes les ressources de la physique nucléaire, ont montré que cet iode est concentré et retenu sous forme d’iodures dans la paroi des cellules périphériques, c’est-à-dire à l’extérieur des cellules, dans la « peau » des algues (3,4). Mais les mécanismes chimiques de rétention sont encore inconnus. Avant d’être chimiquement piégés, les iodures seraient transitoirement oxydés grâce à l’action d’enzymes apoplastiques*1, les haloperoxydases à vanadium (figure ci-dessous). Ces enzymes utilisent le vanadate comme cofacteur pour catalyser l’oxydation d’halogénures en présence de peroxyde d’hydrogène. Elles sont nommées en fonction de l’halogénure le plus électronégatif qu’elles sont capables d’oxyder. Ainsi, les chloroperoxydases acceptent le chlorure, le bromure et l’iodure comme substrats, les bromoperoxydases oxydent le bromure et l’iodure, alors que les iodoperoxydases ne réagissent qu’avec les iodures. Alors que les chloroperoxydases n’ont été trouvées que dans certains champignons terrestres, les bromoperoxydases à vanadium sont largement représentées chez les algues marines. Cependant, les laminariales sont jusqu’à présent les seules algues marines à posséder également des iodoperoxydases, ce qui pourrait expliquer l’extrême efficacité de leur système

(3) Verhaeghe E et al. (2008) J Biol Inorg Chem 13, 257-69 (4) Küpper FC et al. (2008) Proc Nat Acad Sci USA 105, 6954-8 (5) Colin C et al. (2005) J Biol Inorg Chem 10, 156-66 (6) Küpper FC et al. (2001) Plant Physiol 125, 278-91

*1 Contenues dans l’apoplasme, continuum extracellulaire formé par les parois pectocellulosiques et les espaces vides entre les cellules végétales *2 Induction de phénomènes de défense *3 Production massive d’espèces actives de l’oxygène, s’apparentant à un mécanisme de défense locale

Schéma hypothétique illustrant le rôle clé des haloperoxydases à vanadium dans le stockage et la remobilisation de l’iode dans l’apoplasme de Laminaria digitata

vIPO : iodoperoxydase vBPO : bromoperoxydase Corg : Composés organiques

50 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

d’accumulation de l’iode dans un environnement marin où les bromures prédominent (5). Les bases moléculaires de leur spécificité biochimique restent cependant à décrypter. Au cours de l’évolution de ces enzymes très conservées, des mutations ponctuelles pourraient avoir modifié les propriétés électrochimiques du site actif, conduisant à une spécificité stricte pour l’iode et l’émergence d’un métabolisme spécialisé chez les grandes algues brunes.

Métabolisme de l’iode et défense cellulaire chez les algues La forte présence d’iode chez les algues brunes est connue de longue date, mais la question de son rôle biologique au sein de ces organismes commence juste à être appréhendée. Tout comme les autres eucaryotes, les algues ont développé des mécanismes de défense contre les agressions extérieures, qu’elles soient biotiques (attaques de pathogènes) ou environnementales (stress lumineux, thermique, osmotique). L’application d’oligoguluronates, issus de l’hydrolyse de l’alginate, principal constituant de la paroi des laminaires, déclenche une cascade de signalisation conduisant à la mise en place d’une résistance contre certains pathogènes. Cette élicitation*2 des défenses mime en effet la dégradation de la paroi par des micro-organismes pathogènes et induit dans un premier temps la production massive d’espèces activées de l’oxygène dans l’apoplasme de l’algue (6). À la suite de l’attaque d’un pathogène, la reconnaissance et la signalisation cellulaire conduisant au burst oxydatif*3 sont des mécanismes mis en place relativement tôt dans l’évolution des eucaryotes, puisqu’on retrouve cette première séquence de défense dite aspécifique ou innée dans plusieurs lignées actuelles, comme celles des animaux ou des plantes terrestres. La lignée des algues brunes illustre aussi des adaptations spécifiques à l’environnement. Ainsi, de façon concomitante au burst oxydatif, de l’iode moléculaire est émis hors de l’algue, résultant de l’oxydation massive des formes iodures de l’apoplasme, vraisemblablement sous l’action des haloperoxydases pariétales. Ces formes oxydées de l’iode peuvent aussi réagir avec des squelettes carbonés et des composés volatils halocarbonés sont alors émis dans le milieu extérieur (figure ci-contre). Le stock d’iodures servirait de pool d’anti-oxydants inorganiques à la surface de l’algue, rapidement remobilisable et très efficace pour contrer les méfaits d’un stress oxydant (dessiccation, stress biotique). D’autres types de stress oxydants comme l’application de peroxyde d’hydrogène, l’exposition aux UV ou plus directement à l’ozone peuvent provoquer l’émission de com-

25/02/10

17:58

Page 51

posés iodés et/ou d’iode moléculaire (I2) (3). Dans un contexte de défense biotique, les composés iodés émis pourraient servir de signaux à distance et/ou avoir une action antibiotique contre les pathogènes. Enfin, des phénomènes de pontages oxydatifs des composés phénoliques pourraient conduire au renforcement mécanique de la paroi (figure p. 50). Ces réactions sont catalysées par les haloperoxydases in vitro en présence d’halogénures et de peroxyde d’hydrogène. En étudiant la régulation de certains gènes liés à la défense, après l’élicitation par les oligo-guluronates, il a été montré que les gènes d’haloperoxydases sont finement régulés et de façon coordonnée (7). La mise en place des défenses suite à une attaque biotique s’accompagnerait donc d’une réorientation du métabolisme halogéné basal vers un métabolisme spécifiquement iodé, via l’induction spécifique de certains gènes codant des iodoperoxydases et la répression de gènes de bromoperoxydases constitutives. Ces résultatssuggèrent donc que le métabolisme de l’iode et la remobilisation du stock d’iodures sont des éléments centraux des réponses de défense chez les algues brunes.

L’iode à l’échelle environnementale : du côté des géochimistes Dans la zone de balancement des marées, les espèces sont continuellement exposées à de nombreux stress. Ainsi, durant les grandes marées basses, quand les laminaires sont émergées et soumises à différentes agressions, de grandes quantités de composés halogénés et d’iode moléculaire sont libérées dans l’atmosphère, en lien direct avec les mécanismes de protection des algues contre les dommages cellulaires (figure ci-dessus). Outre leur capacité à concentrer les iodures, les laminaires pourraient donc contribuer majoritairement aux émissions d’iode dans l’air côtier. Au niveau global, le cycle biogéochimique de l’iode est contrôlé par d’intenses échanges gazeux à l’interface eauatmosphère et les géochimistes se sont intéressés récemment aux sources biogéniques*4 des composés iodés (8). En effet, tout comme les composés fluorés le font dans les hautes couches de l’atmosphère, ces composés chimiques sont susceptibles de réagir avec l’ozone. La chimie complexe de l’iode au-dessus des océans est, de ce fait, devenue un champ de recherche très actif. Dans l’air, la photolyse – l’action de l’énergie lumineuse – conduit à la formation de radicaux iodés (figure ci-dessus). Des niveaux importants d’oxydes d’iode et de brome ont été mesurés dans différentes zones côtières, dont l’Antarctique (9). Plusieurs campagnes de terrain ont montré que les oxydes d’halogènes réagissent avec l’ozone de l’air, principalement dans les basses couches de l’atmosphère, au niveau de la troposphère où l’ozone est considéré comme un polluant (10). La destruction de l’ozone s’accompagne de l’apparition de microparticules iodées (figure 2). Les aérosols marins se forment à la surface de la mer, grâce à l’action mécanique du vent et des vagues. Ils peuvent s’agréger autour des microparticules pour former les brumes et les nuages. Les biogéochimistes qui

49-51_biol-marine_308

Cycle biogéochimique de l’iode au-dessus des champs d’algues à marée basse À marée basse, les laminaires, soumises à différents stress oxydants, produisent des composés halogénés carbonés et de l’iode moléculaire (I2). Ceux-ci réagissent avec l’ozone sous l’action de la lumière pour conduire à la formation de particules iodées à l’origine de la condensation de l’eau et des nuages.

s’intéressent à ces phénomènes de nucléation ont proposé l’hypothèse que l’iode émis par les algues est directement impliqué dans la formation de nouvelles nanoparticules, et établi un lien avec la condensation de nuages (11). Une des campagnes de mesures du programme Rhamble*5 s’est déroulée au-dessus des champs d’algues à Roscoff, en septembre 2006. Ces mesures en continu au cours de plusieurs cycles de marée ont permis de corréler les émissions d’iode moléculaire, la disparition de l’ozone et les flux de microparticules (12).

Des questions en suspens Il reste quelques boîtes noires à décrypter avant de totalement élucider les transferts et la spéciation de l’iode en milieu marin, surtout depuis la découverte assez récente de bactéries capables de concentrer et de métaboliser l’iode, suggérant une contribution microbienne à son cycle (13). Ces résultats inattendus suggèrent qu’outre les laminaires, qui en sont certainement des acteurs importants, certaines bactéries jouent également un rôle dans le cycle de l’iode en milieu côtier marin, d’où l’importance de comprendre les mécanismes de captation et d’émission d’iode chez ces organismes. Le décryptage de génomes complets est alors un outil puissant : une bactérie marine étudiée à Roscoff possède tout un attirail de gènes présentant de fortes homologies avec les gènes impliqués dans le métabolisme de l’iode chez l’homme, mais aussi avec les haloperoxydases d’algues. Cela pose la question de l’origine et de l’acquisition de ce métabolisme si particulier, qui pourrait être apparu dans la mer et aurait persisté chez certains vertébrés. Si les micro-organismes sont susceptibles de participer activement au cycle de l’iode, les discussions restent vives autour de l’existence, de la nature et de l’importance des sources océaniques d’iode car de nombreuses espèces planctoniques sont potentiellement émettrices de composés halogénés (14). Seules des campagnes océanographiques permettront d’évaluer dans quelles mesures les zones océaniques sont également sources de particules iodées et bromés conduisant à la formation de nuages. G BIOFUTUR 308 • MARS 2010 51

(7) Cosse A et al. (2009) New Phytol 182, 239-50 (8) O’Dowd CD et al. (2002) Nature 417, 632-6 (9) McFiggans G et al. (2004) Atm Chem Phys 4, 701–13 (10) Saiz-Lopez A et al. (2007) Science 317, 348-51 (11) von Glasow R (2008) Nature 453, 1195-6 (12) Whitehead JD et al. (2009) Geophys Res Lett 36, doi:10.1029/2008GL035969 (13) Amachi S (2008) Microb Envir 23, 269-76 (14) Karlsson A et al. (2008) Marine Chem 110, 129-39

*4 Naturelles *5 Reactive Halogens in the Marine Boundary Layer, projet britannique financé par le NERC (Natural Environment Research Council) dont l’objectif est de quantifier l’impact des émissions marines d’halogènes sur la composition atmosphérique. Pour en savoir plus : http://badc.nerc.ac.uk/ data/solas/projects/ rhamble.html

48-51_Entretien_308Cor3.qxd:56-57jur263.qxd

25/02/10

13:46

Page 52

Entretien

Singapour, moteur hybride de la recherche biomédicale asiatique Mi-public, mi-privé. Ainsi pourrait-on résumer le modèle que Singapour s’emploie à appliquer aussi bien à son système de santé qu’à celui de sa recherche. Avec succès, si l’on en croit l’essor de son économie et de la qualité de sa santé. Beh Kian Teik, directeur des sciences biomédicales au © SEDB

Conseil du développement économique de Singapour, nous décrit le modèle

À 36 ans, Beh Kian Teik dirige la branche des sciences biomédicales du Conseil de développement économique de Singapour, agence gouvernementale chargée de la planification et de l’exécution des stratégies visant à renforcer la position et la croissance économique de la jeune nation.

de cette ville-État qui nourrit de grandes ambitions.

Le système de santé de Singapour est aujourd’hui cité en exemple. Qu’est-ce qui lui vaut cette notoriété ? C’est le 4e meilleur système de santé du monde en termes de résultats thérapeutiques et d’infrastructures. Nous avons le 2e taux de mortalité infantile le plus faible du monde et la 7e espérance de vie la plus élevée, ce qui nous fait dire que nous avons réussi à atteindre un niveau d’excellence dans le domaine de la santé. En réalité, notre rang n’est pas très important. Ce qui l’est davantage, c’est de se dire que nous faisons de notre mieux et de continuer d’agir pour la sécurité sanitaire de notre population. Mais pour bien faire, il faut en permanence anticiper et ajuster les décisions. Nous sommes chanceux pour deux raisons. D’abord parce que nous sommes une jeune nation et que la démographie est de notre côté. Ensuite parce que la plupart des fondateurs de ce pays avaient une vision à long terme de ce que devaient être ses infrastructures. C’est ce qui a permis la mise en place d’un socle de base en matière de santé publique et d’hygiène dans les années 1960. À l’indépendance, ce fut notre première réalisation en tant que jeune pays en développement. C’était pour nous une priorité et nous en goûtons aujourd’hui les fruits. Pour y arriver, il fallait évidemment un financement. À Singapour, il repose sur des piliers sacro-saints dans notre système et notre société. D’une part, la notion de responsabilité individuelle et familiale, qui 52 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

introduit un élément très fort d’ordre, la famille étant très importante dans notre système de santé. D’autre part, la transparence, qui permet à la population de vérifier que les ressources sont bien utilisées. Enfin, le financement, qui provient de trois sources. La première est un compte épargne santé individuel que nous appelons MediSave. Ce n’est pas une assurance vie, juste une part du salaire mise automatiquement de côté tous les mois et utilisable uniquement pour payer les frais médicaux. La deuxième source de financement, MediShield, est une assurance maladie à bas coût qui offre une couverture maladie universelle à plus de 90 % salariés du public et du privé pour les dépenses de soin importantes et en cas d’épidémie. Il existe aussi un fonds médical gouvernemental, MediFund, de l’argent public qui permet de fournir un service médico-social à ceux qui ne peuvent pas prendre soin d’eux même. C’est grâce à ces différents piliers que nous avons pu développer un service d’aide médicale très solide.

Y a-t-il des points à améliorer ? Il y a évidemment des points négatifs. Peu de systèmes de santé dans le monde n’ont pas de problèmes. Et même si nous sommes très fiers d’avoir un système aussi performant, nous reconnaissons qu’il faut encore l’améliorer. Nous devons par exemple nous projeter vingt à trente ans en avant et être prêts pour

48-51_Entretien_308Cor3.qxd:56-57jur263.qxd

25/02/10

13:46

Page 53

Propos recueillis et traduits par Safi Douhi douhi@lavoisier.fr

À Singapour, dont l’île principale présente une des densités de population les plus élevées du monde, les biotechnologies et l’ingénierie biomédicale sont considérées comme des secteurs stratégiques pour le développement du pays.

le jour où notre démographie s’inversera, où notre population commencera à vieillir. Jusqu’à présent, nous avons réussi à maintenir les dépenses de santé en dessous de 4 % du PIB et l’année dernière, le gouvernement a annoncé un investissement à hauteur de 2,6 milliards d’euros*1 pour renforcer nos infrastructures de santé . Il y a actuellement, au niveau mondial, un mouvement pour tenter de faire avancer l’accès aux soins et passer d’un modèle où l’hôpital est au centre du système de santé, comme c’était la règle, à un modèle où l’attention est davantage centrée sur la médecine personnalisée, avec un accent particulier mis sur les soins à long terme et à domicile ainsi que sur la prévention.

Quels sont le(s) modèle(s) du système de santé de Singapour ? C’est difficile de placer notre système par rapport aux autres, d’autant que je ne suis pas vraiment familiarisé avec les autres systèmes. Le nôtre est à 80 % public, notre gouvernement étant très fortement impliqué dans la promotion de la santé. Quatre cinquièmes des soins nécessitant une hospitalisation sont traités par les hôpitaux publics. À l’inverse, les soins primaires sont délivrés à 80 % par des praticiens privés. C’est donc un modèle mixte public-privé plutôt porté sur la santé individuelle. Notre enthousiasme concernant notre système de santé ne réside pas tant dans sa bonne gestion actuelle mais dans ce que nous en ferons dans le futur. Il se transformera, s’adaptera aux besoins de la population et à ses évolutions. Cela signifie plus de dépenses pour le renforcer sur le long terme et, comme notre développement économique, cela passera par des partenariats forts avec l’industrie. Aujourd’hui, beaucoup de pays sont en compétition dans la recherche et l’innovation. Grâce au niveau de notre système de santé et aux sommes que nous

dépensons pour son évolution, nous sommes devenus un marché leader en Asie pour beaucoup d’entreprises de ce secteur. De plus en plus d’entreprises expriment leur volonté de collaborer avec nous pour développer leurs technologies. C’est une force qui nous permettra d’accélérer les transformations de notre système.

Parlons de la récente crise de la grippe A (H1N1). L’Asie a dû faire face à une crise identique avec le sras* en 2003. Comment le système de santé de Singapour a-t-il réagi à cet épisode ? 2

Nous avons beaucoup appris de la crise du sras à laquelle nous n’étions pas du tout préparés. Même avec notre niveau de santé très élevé, nous étions vulnérables et classés parmi les zones sensibles à cause du nombre d’échanges internationaux. Après 2003, nous avons investi pour renforcer nos capacités de surveillance et de réponse d’urgence, et bien sûr dans l’éducation sanitaire de la population. Il fallait être prêt pour un autre événement du genre. La pandémie de grippe A était une bonne occasion pour juger notre préparation et je pense que nous y avons répondu très efficacement. Quand la première vague a frappé l’Asie, nous avons su déployer très vite des dispositifs de détection rapide des cas d’infection et suspects, en vue de leur mise en quarantaine. Cela nous a fait gagner du temps pour anticiper une nouvelle vague, presque inévitable dans une zone aussi sensible que Singapour où la contagion n’est qu’une question de temps. Ce temps, nous l’avons utilisé à prévenir le public des mesures d’hygiène basiques pour l’éviter. Cela nous aussi permis de préparer notre système de santé. En quelques mois, nous sommes passés d’une phase de confinement des malades à celle de médicalisation. Même si nous déplorons quelques décès, il n’y a eu aucune BIOFUTUR 308 • MARS 2010 53

*1 5 milliards de dollars singapouriens (Md $S)

*2 Syndrome respiratoire aigu sévère

48-51_Entretien_308Cor3.qxd:56-57jur263.qxd

25/02/10

13:46

Page 54

Entretien Les différents campus de Singapour Avec ses 700 km² et ses campus de R&D très proches les uns des autres, Singapour a une concentration de chercheurs parmi les plus importantes au monde. De quoi attirer les plus grosses firmes pharma et biotech : Sanofi-Aventis, Novartis, Abbott, Pfizer, GSK Lilly, MSD, Baxter…

Malaisie Kent Ridge Campus Biopolis Fusionopolis Outram Campus

Tuas Biomedical Park

panique dans la population ni aucune pression pour prendre les bonnes décisions quant à l’orientation des traitements, dispensés à l’hôpital ou à domicile. *3 1 Md $S

Y a-t-il eu des problèmes d’approvisionnement en médicaments, notamment en Tamiflu, comme il a pu y en avoir en France ? Je ne savais pas que vous aviez connu un tel problème. Il n’y en a eu aucun à Singapour. En revanche, nous avons rencontré le problème général du délai d’obtention des vaccins. Nous avons attendu, comme tout le monde, et avons fait le choix de la prévention en travaillant avec des sociétés pour développer des kits de détection. Il faut toujours avoir plusieurs armes à disposition, prévention, éducation et traitements.

Quelle est la politique de Singapour en matière de recherche biomédicale ? Comme nous regardons loin dans le futur, nous sommes persuadés que la santé et le bien-être deviendront clairement des marchés très importants. Cependant, nous pensons aussi que le modèle actuel des entreprises de ces secteurs ne durera pas, qu’il est amené à changer. C’est à partir de ce constat que nous avons commencé nos investissements. Au début des années 2000, après le séquençage du génome humain, le gouvernement singapourien a décidé d’augmenter la part de ses financements destinée à l’innovation, que l’on considère être un contributeur majeur à notre économie. Nous avons acquis la certitude que c’est à travers les sciences pharmaceutiques que nous pouvons faire un premier pas dans le secteur de la santé. Nous avons donc augmenté significativement nos dépenses de recherche et développement, en les articulant autour d’un concept que nous avons appelé les 3C : capital humain, capital intellectuel et capital industriel. Le capital intellectuel, c’est la mise en place d’institutions clés qui nous permettront d’avancer et d’élargir nos connaissances dans les sciences fondamentales, notamment la génomique et la biologie cellulaire. Concrètement, ces structures sont des instituts de recherche semblables aux National Institute of Health ou à la National Science Foundation américains, dont l’activité se concentre sur les sciences fondamentales de pointe. C’est un composant indispensable au déve54 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

loppement d’une Nation qui se veut compétitive dans l’espace scientifique mondial. Second composant, lui aussi essentiel, le capital humain. Son développement passe par deux approches. Nous sommes bien conscients que la recherche dans le domaine de la santé, et plus largement des sciences de la vie, regorge d’excellents chercheurs originaires de tous les pays. Nous avons donc décidé de recruter les meilleurs, en essayant d’abord de faire venir ceux qui figurent dans le top 10 de leur spécialité. Nombre d’entre eux étaient très enthousiastes à l’idée de venir à Singapour et de contribuer à développer la science dans un environnement totalement nouveau et différent de ce qu’ils avaient connu jusque-là. La seconde approche consiste à développer les talents locaux. Nous avons une réserve de plus de 520 millions d’euros*3 destinée à financer les études d’un millier d’étudiants et les aider à décrocher un doctorat. Pour que la science prospère, il faut de bonnes institutions et des talents qui agissent comme catalyseurs. La dernière pièce, c’est le capital industriel. Et pour le développer, il faut d’abord des infrastructures. Nous avons donc construit Biopolis, un campus dédié aux sciences biomédicales, semblable à celui du MIT, où sont colocalisées recherches privée et publique. À la fin de la première phase de construction, il s’étalait sur 186 000 m² et accueillait quelque 2 000 scientifiques dans sept bâtiments. À terme, il atteindra près de 265 000 m2. Une des forces de Singapour est sa taille. À quelques centaines de mètres de Biopolis on trouve Fusionopolis, autre campus dédié à l’ingénierie, et le Kent Ridge Campus, un centre médical universitaire regroupant des hôpitaux avec une forte activité de recherche translationnelle. Toujours dans la même zone, on trouve l’Outram Campus et une seconde école médicale, née d’un partenariat entre l’université américaine Duke et l’université nationale de Singapour, à proximité de l’hôpital général. Enfin, au sud-ouest de la ville, on trouve le Tuas Biomedical Park consacré à la production pharmaceutique. Tous ces pôles de recherche ont été construits très près les uns des autres pour faciliter les interactions entre disciplines. Mais ce que nous voulions pardessus tout, c’était faire interagir secteurs public et privé. C’est cette concentration qui fait de Singapour un site unique.

La majorité des entreprises du secteur biomédical installées à Singapour sont des entreprises étrangères. Des entreprises locales émergent-elles ? C’est une question qui revient souvent mais qui n’a pas vraiment d’importance pour nous. Nous ne faisons pas de différence entre entreprises internationales et locales. C’est l’activité industrielle qui compte. On peut d’ailleurs schématiquement

48-51_Entretien_308Cor3.qxd:56-57jur263.qxd

25/02/10

13:46

Page 55

la segmenter en trois : activité commerciale, pour les entreprises qui s’intéressent au marché asiatique, activité de recherche et activité de production. Dans ces trois segments on trouve à la fois des entreprises locales et étrangères. Beaucoup de ces dernières sont évidemment des multinationales, qui ont sauté sur l’occasion d’être présentes en Asie. Comme je l’ai dit, notre modèle idéal est celui d’un secteur de recherche privé fort accompagné par un secteur de recherche public fort. Nous développons donc également des technologies locales grâce à notre recherche académique qui donne lieu à la création de nombreuses spin-off par nos chercheurs. Cela ne fait que débuter dans les biotechs et les medtechs mais il y en aura de plus en plus. La vitesse à laquelle ces entreprises se créeront dépendra bien sûr de la maturité de notre recherche. Nous devons apprendre à travailler vite pour dépasser rapidement la première étape de développement de notre science. Faire venir des entreprises étrangères contribue à l’amélioration de nos compétences, le reste suivra.

Quelles sont les relations « scientifiques » qui unissent la France et Singapour ? Elles sont essentiellement représentées par nos étudiants. La France et Singapour ont une tradition très forte de relations à travers différents aspects. Le plus évident concerne les échanges commerciaux. Selon les données de 2008, Singapour était le 1 er marché de la France en Asie du Sud-Est et le 3e en Asie. De son côté, la France est le second partenaire commercial de Singapour au sein de l’Union européenne. Tous les secteurs, des technologies de l’information à la pharmaceutique, sont concernés. La génération de connaissances est évidemment un élément fort des liens qui nous unissent. Nous avons toujours eu des étudiants partis en France pour parfaire leurs connaissances puis revenus à Singapour pour faire carrière. À l’inverse, de plus en plus de Français et d’Européens veulent étudier à Singapour. Beaucoup viennent y étudier le business, d’autres les sciences. Il y a près de 1 200 Français qui vivent à Singapour et quelque 800 entreprises françaises. Une vraie communauté !

À propos d’enseignement, comment le système éducatif singapourien fonctionne-t-il ? Il est calqué sur le modèle éducatif britannique, des universités, des écoles polytechniques et des instituts d’études techniques. Nous dépensons beaucoup d’argent pour permettre à la population d’accéder aux études supérieures. Un effort significatif est aussi porté sur la formation continue. La globalisation est à double tranchant et l’industrie très changeante. Elle peut à tout moment partir vers d’autres horizons. Il nous paraît donc impératif de continuer à éduquer la population pour faire face à ce monde globalisé. Nous subventionnons donc très largement la mise à jour des compétences. BIOFUTUR 308 • MARS 2010 55

57-58_bioformation_308

25/02/10

17:13

Page 57

Bioformation

Aline Aurias aurias@lavoisier.fr

Grenoble restructure son mastère de management en biotechnologies Créé il y a sept ans au sein de l’École de management de Grenoble (GEM), le mastère spécialisé Management des entreprises de biotechnologies (MEB) prend une nouvelle orientation suite à des changements dans son équipe pédagogique.

âtiment moderne, lumineux et agréable, l’École de management de Grenoble se situe derrière la gare SNCF, sur les lieux de l’ancienne gare de triage devenue dans les années 1990 Europole, le plus grand quartier d’affaire de la ville. Dans cet établissement qui a toujours eu vocation à la gestion des technologies et de l’innovation, a vu le jour en 2002 un mastère spécialisé entièrement orienté vers les biotechs. Née de l’idée que ce secteur nécessite un management spécifique, cette formation est actuellement en pleine mutation, suite aux changements de responsable pédagogique et de responsable des mastères de l’École.

Parce que les retours des entreprises partenaires du mastère ont été très clairs lors des recherches de stages – « on vous a demandé des bilingues, pas des scolaires » –, les 40 à 50 % de cours en anglais qui sont d’actualité cette année se transformeront en 60 à 70 % la session prochaine. Une évolution également réclamée par les étudiants eux-mêmes, qui verraient bien une formation intégralement en anglais depuis qu’ils ont été confrontés à un milieu quasi exclusivement anglophone, nécessitant la maîtrise d’un vocabulaire technique que leurs bases académiques ne leur avaient pas apportée, et à des perspectives d’avenir plutôt tournées vers l’international. Toujours dans cette optique d’inscrire la formation à l’échelle internationale, des conventions sont en cours de signature, aussi bien avec des partenaires académiques américains que du côté du Liban dans l’optique de trouver des entreprises pour accueillir les étudiants en stage. Si les mastères spécialisés facilitent déjà grandement l’insertion dans la vie professionnelle, la nouvelle responsable des mastères de la GEM, Françoise Dobler,

Plus pro, plus internationale

Le mastère MEB compte chaque année une quinzaine d’étudiants.

qui vient du monde de l’alternance, œuvre pour faciliter la signature par les élèves de contrats de professionnalisation. L’enjeu ? Permettre aux étudiants d’être statutairement salariés des entreprises qui les accueillent en stage, dans un cadre qui inclut leur temps de formation dans leur temps de travail. Rémunérés entre 80 et 100 % du smic, ceux qui bénéficient de ces contrats sont de plus exemptés des frais de scolarité, pris en charge par leur employeur, comme Pierre Legeard, pharmacien, engagé par Sanofi pour faire de la veille technologique. Actuellement, les élèves sont d’abord à plein temps à l’École de mi-septembre à début janvier, puis en alternance entre l’École et leur entreprise avec un ratio une semaine/trois semaines jusqu’à BIOFUTUR 308 • MARS 2010 57

57-58_bioformation_308

25/02/10

17:13

Page 58

Bioformation

*1 Fonds stratégique d’investissements supporté par le gouvernement *2 Fonds de capital risque créé par Natixis Private Equity et CDC Entreprises

la fin du mois d’avril, quand commence le stage temps plein en entreprise. Cette période intensive dans le monde professionnel se clôt en décembre par le rendu et la soutenance d’une thèse professionnelle, encadrée par un tuteur de l’équipe de recherche scientifique de l’École. Dès l’année prochaine, ce découpage devrait se modifier, avec le stage débutant dès septembre, pour être encore plus compatible avec une réelle alternance, permettant une synergie entre les apports théoriques et professionnels. Mais pourquoi un management spécialisé pour les biotechs ? Si on peut concevoir qu’il existe une différence entre le management général et celui des entreprises de biotechnologies, qu’en est-il des mastères de management de l’industrie pharmaceutique que peuvent proposer des écoles comme l’ESC Dijon, l’École universitaire de management de Lyon ou encore la faculté de pharmacie de Châtenay-Malabry ? Au-delà du fait que la biotechnologie ne se réduit pas aux produits de santé, les fonds dédiés spécifiquement aux biotechs (Innobio*1 et Kurma Biofund*2) sont encore jeunes pour un secteur où les logiques de gestion, business model, attentes des investisseurs et modèles d’innovations sont particuliers. Il s’agit notamment ici de négocier des ventes de propriété industrielle ou de R&D encore en cours. Avec quatorze modules différents, allant des classiques management stratégique, comptabilité et finance à des cours plus pointus relatifs aux enjeux, stratégies et réglementations de l’industrie biotechnologique et biopharmaceutique, ou aux notions de qualité et d’entreprenariat dans le secteur, les élèves qui sortent du mastère MEB sont extrêmement spécialisés en biotechnologies et profondément pluridisciplinaires. Le mastère proposé par Toulouse, s’il présente globalement les mêmes

Intitulé de la formation Management des entreprises de biotechnologies • Jeunes diplômés (ingénieurs, médecins et pharmaciens, chercheurs) titulaires d’un diplôme Bac + 5 • Cadres d’entreprises en activité qui souhaitent faire évoluer leurs compétences Profil des participants vers la fonction management des entreprises de biotechnologie. Les candidats doivent être titulaires d’un diplôme Bac + 4 et justifier d’une expérience professionnelle significative d’au moins trois ans Co-habilitation

École supérieure de commerce de Grenoble Université Joseph Fourier

Objectif du master

• Apport de compétences managériales propres au domaine des sciences du vivant • Appréhension des problématiques managériales spécifiques au secteur • Formation aux évolutions et aux enjeux du secteur des biotechnologies

Débouchés

• Chef de produit marketing • Conseiller en propriété industrielle • Chargé de valorisation • Consultant en sciences du vivant • Business development • Créateur d’entreprise …

Particularités

Stage en alternance puis stage intensif en entreprise, suivi de projet innovant

Protein'eXpert, Genome Express, Aventis-Pasteur, Apibio, Créalys, Anvar, Entreprises ayant déjà Alcimed, CEA Valorisation, Genzyme, Yole Développement, Amorçage accueilli des stagiaires Rhône-Alpes, Bioam, Banque Vizille… Frais de scolarité 12 500 € www.grenoble-em.com/330-mastere-specialise-managementSite internet des-entreprises-de-biotechnologies-1.aspx 58 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

modules, souffre selon sa propre directrice du manque d’un bassin d’entreprises biotechs aussi fourni que celui de Grenoble. Exploiter un potentiel inconscient

Parmi les particularités du mastère MEB : le suivi de transfert de projet innovant. En groupe avec des élèves de la faculté de pharmacie, et par l’intermédiaire de la plateforme de transfert de l’université Joseph Fourrier, les étudiants ont accès à des projets innovants. En interaction avec les porteurs de projets, ils analysent de façon critique une idée de produit, réfléchissent aux modèles économiques viables et aux financements à trouver pour qu’il puisse aboutir. À la fin de l’étude, les étudiants remettent un rapport de recommandations aux entrepreneurs. Les retours des élèves sur cette première expérience pratique sont édifiants : conscients d’avoir dans un premier temps été émerveillés par l’aspect scientifique des projets présentés, il leur a suffi de quelques semaines de cours leur fournissant les bons outils pour se rendre compte à quel point les modèles économiques imaginés par les scientifiques pèchent souvent par leur totale déconnexion du monde des affaires. Et pour apprendre la difficulté d’annoncer à un porteur qu’en l’état, son projet ne peut pas fonctionner. Certains sont cependant mis en développement à l’issue de l’exercice. La force de cette expérience concrète, de la pratique de l’anglais et du stage en alternance est aussi de modifier profondément le regard que les étudiants portent sur leur propre cursus et sur les voies qui s’ouvrent à eux. Christophe Bel, stagiaire responsable développement et marketing dans la start-up Fluoptics (voir p. 36), résume ainsi sa prise de conscience : « Avant d’entrer dans cette formation, on ne connaissait pas le potentiel qu’on pouvait y acquérir. On pensait que le marketing, la finance, ce n’était pas dans notre branche, qu’il ne fallait pas y aspirer.» Ingénieurs en chimie ou en biologie, doctorants ès sciences ou pharmaciens, ils ont gagné en ambition et en visibilité sur leurs perspectives d’avenir. Convaincus comme leurs professeurs que la valorisation de leurs acquis passe par une expatriation, ils songent à partir, pour la Suisse, la Chine, « ou évidemment les États-Unis », souligne Axel Hars, ingénieur en technologies pour la santé que l’expérience du mastère et son stage de recherche de financement chez Vitamib ont fait s’orienter vers la finance. Plaisantant à moitié, il fantasme sur les bonus des traders. On est bien loin des perspectives de carrière que leurs diplômes scientifiques seuls pouvaient leur assurer. Addy Linan, elle, veut rentrer dans son pays, le Mexique. Ingénieure de formation, et déjà bilingue anglais, elle a choisi le mastère de Grenoble pour améliorer son français et parce que le seul mastère équivalent en Europe, proposé par Madrid, comporte plus de la moitié de son cursus online, avec un stage beaucoup moins long. Venue apprendre les bases de l’entreprenariat, elle ambitionne de poursuivre le projet sur lequel elle travaillait en tant qu’ingénieure et de monter une start-up pour produire du biogaz à partir des résidus d’agave laissés par la production de la tequila. Elle serait la première des sept promotions à monter son entreprise suite à la formation. G

59-livres_308Cor.qxd:61-62Livre263.qxd

25/02/10

13:02

Page 59

Quelques pages Biodiversité L’avenir du vivant La biodiversité recouvre la variété des formes de vie sur Terre. Elle est aujourd’hui menacée de toutes parts. Quels sont les enjeux de la protection des espèces et des milieux naturels pour l’avenir de la biosphère et des hommes ? Cet ouvrage répond à cette question et à bien d’autres encore : comment inventorier la richesse en espèces de la planète ? Comment retracer l’histoire biologique mouvementée d’une Terre en évolution permanente ? Qu’entend-on par « conserver la biodiversité » ? Comment les idées se sont-elles formées, oscillant sans cesse entre des points de vue différents sur ce que devraient être les relations des humains avec la nature ? Par décision de l’ONU, 2010 est l’année de la biodiversité. À cette occasion, l’Union internationale pour la conservation de la nature, qui réunit plus de 80 gouvernements et plus de 1 000 ONG, va promouvoir une « Éthique de la biosphère ». Patrick Blandin est l’un des initiateurs de ce projet. Il livre ici ses propositions d’élaboration de cette éthique évolutionniste, sous forme de plaidoyer pour la nature. Patrick Blandin Albin Michel, coll. Bibliothèque Sciences

La santé face au principe de précaution ESB, grippe aviaire, débat sur les antennesrelais… Ces problèmes de santé publique ont contribué à mettre en relief la place désormais centrale accordée au principe de précaution en santé. En 2008, lors d’une journée réunissant des spécialistes du droit, de la médecine, de la santé publique et de la philosophie, le Centre Canguilhem (université Paris VII), dirigé par le coordinateur de l’ouvrage, s’était efforcé de faire le point sur la manière dont ce principe a été intégré, tant au niveau de la santé publique que dans la pratique clinique ou la recherche médicale. À travers les réflexions qui ont alors émergé, ici rapportées, on voit comment le principe de précaution a transformé les politiques de gestion et de prévention des risques, mettant l’accent sur l’anticipation des risques potentiels et modifiant les procédures d’évaluation et de décision en santé publique. Ce principe impose des obligations nouvelles tout en posant des problèmes nouveaux, tant juridiques qu’éthiques. Les débats ici retranscrits montrent les difficultés auxquelles se trouvent confrontés les divers acteurs. Est également présenté le dispositif de précaution mis en place aux niveaux international et national pour la gestion des crises et la détection des menaces sanitaires.

978-2-226-18721-5 • 262 pages • 20 € Dominique Delcourt (coord.) Puf, Cahiers du Centre Georges Canguilhem

Les horloges du vivant Comment elles rythment nos jours et nos nuits

978-2-13-057721-8 • 160 pages • 16 €

Cerveau, drogues et dépendances

Y-a-il des gens du matin et des gens du soir ? D’où viennent les symptômes du fameux jet-lag ? Peut-on le contrer ? Qu’est-ce que le blues de l’hiver ? Les horloges biologiques rythment nos vies. Présentent dans le règne animal mais aussi végétal, voire même microbien, elles facilitent l’adaptation aux cycles du jour, des saisons et expliquent aussi bien les dépressions saisonnières que le déclenchement de la période des amours chez les animaux. André Klarsfeld, généticien spécialiste de la question, signe ici un ouvrage largement accessible tout en étant précis et documenté, qui intéressera tant le biologiste que tout public curieux.

Voici un ouvrage construit de façon à faire entrer progressivement le lecteur dans le monde des drogues et du cerveau. Il raconte d’abord des histoires de drogues, donne ensuite les grandes clés du fonctionnement de notre cerveau, avant de développer l’impact des substances sur le corps et leurs effets à long terme. Les mécanismes communs, les spécificités des différents produits et les nouvelles voies de recherche y sont ainsi décortiqués. La vision neurobiologique est un parti pris de l’ouvrage qui aidera le lecteur à mieux comprendre les modes d’actions et dépendances liés à l’usage des drogues.

André Klarsfeld

Lucas Salomon

Odile Jacob, coll. Sciences

Belin-Pour la Science, coll. Bibliothèque scientifique

978-2-7381-2345-9 • 320 pages • 23,50 €

978-2-7011-5113-7 • 142 pages • 23,50 €

Également reçus à la rédaction Lois de bioéthique : réexamen, enjeux et débats

La chose humaine ou la physique des origines

Immunoanalyse De la théorie aux critères de choix en biologie clinique

Regards sur l’actualité,

Vincent Fleury

Catherine Massart (coord.)

n°356 (12/2009)

Vuibert

EDP Sciences

La documentation française

978-2-7117-2248-8

978-2-7598-0432-0

3-303332-603565

220 pages • 20 €

260 pages • 45 €

102 pages • 7,80 €

BIOFUTUR 308 • MARS 2010 59

60-Agenda-ours_308.qxd:63-64-Agendaours263.qxd

25/02/10

13:32

Page 60

Agenda 9 MARS 2010 Académie des sciences, Paris Conférence-débat Réponses de l’hôte au cancer ou aux infections : mêmes stratégies ? www.academiesciences.fr/conferences/seances_ publiques.htm

15-17 MARS 2010 Moscou (Russie)

21-22 AVRIL 2010 Besançon MEDTEC France

Salon des techniques et dispositifs médicaux www.devicelink.com/expo/france10/ index.html

3-6 MAI 2010 Chicago (États-Unis) Bio 2010

5th Moscow International Biotechnology Congress 2010 Biotechnology: State of the Art and Prospects of Development www.mosbiotechworld.ru

28-31 MARS 2010 Casablanca (Maroc)

5e Conférence francophone VIH/sida Organisée par l’Alliance francophone des acteurs de santé contre le VIH, la conférence vise à ouvrir un large débat avec tous les acteurs de la santé du Nord et du Sud. www.vihcasablanca2010.com

30 MARS 2010 Saint-Malo Gen2Bio

Cette 3e édition proposera un parcours de conférences et d’ateliers thématiques, une exposition des posters de doctorants en sciences du vivant du Grand Ouest et une exposition commerciale. Biogenouest, qui organise l’événement, attache une grande importance aux rencontres et sait que Gen2Bio est une occasion exceptionnelle de tisser des liens et préparer des collaborations. C’est pourquoi des espaces business privatifs permettront à nouveau cette année de rencontrer des partenaires, chercheurs et entreprises, afin de nouer des contacts privilégiés. www.gen2bio.org

1er AVRIL 2010 Évry-Grégy sur Yerres SAS France Conférence académique

Réservée aux enseignants, chercheurs et professionnels, cette conférence comportera une série d’interventions de partenaires de l’organisme de formation, tels que les universités Bretagne sur, Orléans, Paris 1 Sorbonne, l’École des mines de Nancy… Inscriptions : inform@fra.sas.com www.sas.com/reg/offer/fr/conferenceacademic-010410

14-17 AVRIL 2010 Dresde (Allemagne)

Functional Genomics and Disease

Conférence organisée par la European Science Foundation www.esffg2010.org/index.asp

La convention devrait balayer l’ensemble des champs du vivant, de la médecine à l’environnement, avec des invités prestigieux parmi lesquels les deux derniers présidents des États-Unis. http://convention.bio.org

5-6 MAI 2010 Lyon Rendez-vous Carnot

Delphine Vasserot vasserot@lavoisier.fr

jeunes entreprises retenues sont principalement dans les secteurs high-tech, biotechnologique, clean-tech et green-tech. Dépôt des candidatures jusqu’au 2 avril. www.start-west.com

26-28 MAI Lisbonne (Portugal) Colloque sur le rôle des cellules souches en biologie et dans les maladies www.estools.eu/Lisbon

10-11 JUIN 2010 Muséum national d’histoire naturelle, Paris La Toxicologie à l’ère des ...omiques

Colloque organisé par l’Association pour la recherche en toxicologie (ARET), dont le programme est disponible sur le site www.aret.asso.fr.

Organisés sur l’initiative de l’Association des instituts Carnot, en collaboration avec la Région Rhône-Alpes et le Grand Lyon, ces journées seront l’occasion pour les chefs d’entreprise et porteurs de projets d’avoir un accès facile et gratuit aux acteurs majeurs de la recherche publique. www.instituts-carnot.eu

Événement consacré aux développements autour des pré- et probiotiques. www.probiotech.eu

18-20 MAI 2010 Technopole de l’Aube

7-9 JUILLET 2010 Paris

15e Journées Plug & Start www.plugandstart.com

19-20 MAI 2010 Cité internationale des congrès, Nantes Start West

Start West a pour vocation d’aider les porteurs de projets innovants à trouver des financements. Les

22-23 JUIN 2010 Paris ProBiotech

WIN 2010 Worldwide Innovation Networking in Cancer Personalized Medecine Au programme, les avancées technologiques et les premiers résultats scientifiques en médecine personnalisée du cancer, avec un focus sur une étude particulière de diagnostic précoce des cancers. www.mfcongres.com.

APPELS À CANDIDATURE

• Le prix de l’Innovation 2010 d’Universal Biotech sera remis au candidat porteur du projet le plus innovant en thérapies innovantes et produits de diagnostic. Téléchargement du dossier de candidature : www.universal-biotech.com Date limite de dépôt des dossiers : 2 avril 2010 • Toutes les jeunes chercheuses en sciences du vivant sont invitées à participer à la quatrième édition des bourses nationales L’Oréal-UnescoAcadémie des sciences. Ce Prix de la passion pour la recherche concerne toutes les étudiantes doctorantes en sciences du vivant. Dix lauréates pourront ainsi recevoir 10 000 € chacune. Téléchargement des dossiers de candidature : www.femmescience.fr Date limite de dépôt des dossiers : 15 avril 2010 • Le 13e prix Biothérapie Thermo Fisher Scientific, d’une valeur de 10 000 €, est destiné aux chercheurs français proposant un projet novateur dans les domaines de la thérapie cellulaire, génique ou de l’immunothérapie. Date limite de dépôt des dossiers : 24 avril 2010 Contact : Yves Signor, tél. : +33 (0)2 28 03 20 68, yves.signor@thermofisher.com

L’INRA

RECRUTE…

… 220 cadres, ingénieurs et techniciens sur le territoire français. Date limite de dépôt des dossiers : 23 mars 2010 Téléchargement des dossiers : www.inra.fr/les_hommes_et_les_femmes Pour plus d’informations : www.inra.fr/les_hommes_et_les_femmes/en_2010_l_inra_recrute_220_ ingenieurs_cadres_et_technicien

60 BIOFUTUR 308 • MARS 2010

14, rue de Provigny 94236 Cachan cedex, France Tél. : + 33 (0)1 47 40 67 00 Fax : + 33 (0)1 47 40 67 02

Fax : 01 47 40 67 02 Tél.: composer le 01 47 40 suivi des quatre chiffres de votre correspondant. E-mail : biofutur@lavoisier.fr E-mail abonnements : abo-biofutur@lavoisier.fr Site Web : www.biofutur.com Directeur de la publication : Patrick Fenouil Directeur éditorial : Jean-Marc Bocabeille Ont participé à ce numéro : G. Andujar, S. Ayrault, J.-P. Bricka, L. Cavicchioli, P. Deroin, M.-F. Destain, J.-M. Dinten, J.-P. Douliez, B. Dubertret, M. Eyletters, S. Fouquet, S. Franrenet, C. Gaillard, A. Guiguen, D. Huguet, C. Leblanc, J. Livet, K. Loulier, K. Matho, D. On, D. Ooms, T. Pons, P. Potin, P. Rizo, I. Texier Journalistes : Aline Aurias (67 86) Safi Douhi (67 94) Cadre opérationnel : Maël Knoll (67 86) Première secrétaire de rédaction : Delphine Vasserot (67 01) Graphiste-Maquettiste : Anne-Estelle Lacôte (67 33) COMITÉ SCIENTIFIQUE Directeur scientifique : Pr Stuart Edelstein Geneviève Almouzni, André Choulika, Yves Debacker, Jean-François Deleuze, Max Goyffon, Louis-Marie Houdebine, Francis Martin, Vincent Ossipow, Claire Poyart, François Rechenmann, Paul-Henri Roméo, Jean Rossier, Pierre Tambourin, Daniel Thomas, Michel Van Der Rest RÉGIE PUBLICITAIRE Info Media Publishing Centre d’affaires Paris Nord Bâtiment Ampère BP 202 93153 Le Blanc Mesnil cedex Tél : 01 48 67 20 51 Fax : 01 48 67 16 56 j.fernandez@infomediapublishing.fr ABONNEMENTS : 01 47 40 67 68 ou 01 47 40 67 77 CPPAP : 1011T84822 ISSN 0294-3506 Impression : IN Choisy 3-7, rue Louis Luc 94600 Choisy-Le-Roi Publication mensuelle Dépôt légal à parution © 2010 LAVOISIER SAS Tous droits réservés. Tarif institutionnel France : 189 euros Les noms, prénoms et adresses de nos abonnés sont communiqués à nos services internes et aux organismes liés contractuellement à Biofutur, sauf opposition motivée. Dans ce cas, la communication sera limitée au service abonnement. Les informations pourront faire l’objet d’un droit d’accès ou de rectification dans le cadre légal.