En matière de photographie, la course au nombre de pixels est un élément très important, pour les constructeurs comme pour les acheteurs. Et si l’on peut trouver sur nos étals des capteurs capables d’une cinquantaine de millions de pixels, il existe une machine aux 960 millions de pixels.

Pour voir de ses propres yeux la bête de 75x75x50 cm, il faut se rendre à l’Université de Duke où des chercheurs ont mis au point l’appareil photo le plus précis du monde, actuellement. Ses 93 kg lui permettent de tout capturer instantanément, contrairement aux autres super-appareils qui prennent plusieurs photos séquentiellement, dans un cliché de 960 millions de pixels.

Pour y parvenir, il embarque dans sa cage de fer 98 capteurs de 14 megapixels, chacun prenant une photo simultanément. Cet assemblage permet ainsi de distinguer très nettement un objet de 3,8 cm à une distance de… tenez-vous bien… 1 km ! L’image ci-dessous est un bon test pour cet appareil. Les vignettes sont grossies 13 fois et présentent des détails situés entre 15 et 93 mètres de distance.

Un avion spatial sans pilote de l’armée de l’Air américaine baptisé X-37B s’est posé ce week-end en Californie après un vol d’essai réussi de 469 jours sur orbite, selon un communiqué.

Télomères et télomérase

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/70310.htm

Des chercheurs espagnols du CNIO et de l'Université Autonome de Barcelone ont mis au point une thérapie génique qui a permis de prolonger la vie de souris de 24%. La particularité de cette étude est qu'elle concernait des souris adultes (de un an et deux ans), traitées une seule fois. Au centre de cette thérapie, une modification génétique apportée par un virus vecteur afin que les cellules produisent une enzyme, la télomérase, capable de ralentir l'horloge biologique naturelle associée à la reproduction des cellules.

La reproduction imparfaite de l'information génétique des cellules

Lorsqu'une cellule vivante se reproduit, elle doit effectuer une copie de son patrimoine génétique afin que les deux cellules finales disposent, dans leur noyau, de l'ensemble du patrimoine génétique - l'ADN - de la cellule initiale. Ce processus de duplication de l'ADN ne conduit pas à la réalisation d'une copie parfaite. Les extrémités des chromosomes appelés télomères ne sont pas reproduits entièrement. Ainsi, au fur et à mesure que les cellules se reproduisent, l'information génétique est peu à peu détruite.

Heureusement, ces télomères sont des parties "non codantes" de l'ADN, c'est à dire ne portant aucune information. Leur destruction ne pose pas de risque jusqu'à ce qu'ils disparaissent complètement, après une cinquantaine de reproduction cellulaires. A ce moment là, ce sont des parties utiles de l'ADN qui commencent à disparaître et les cellules obtenues sont victimes de dysfonctionnements. Cette disparition progressive des télomères est donc la cause principale du vieillissement des cellules. De nombreuses maladies dues à l'âge trouvent leur origine dans cette dégradation du patrimoine génétique des cellules.

La télomérase, une enzyme anti-vieillissement cellulaire

En 1985, Elizabeth Blackburn et Carol Greider découvrent une enzyme, la télomérase, qui reconstruit complètement les télomères à chaque division cellulaire. Pour cette découverte, elles obtiennent le Prix Nobel de Physiologie et de Médecine en 2009. La télomérase est présente dans les cellules de l'embryon ainsi que dans les cellules souches afin d'assurer une réplication parfaite de ces cellules qui ont la particularité de se reproduire beaucoup. Mais elle n'est pas présente dans les cellules adultes différenciées qui constitue la majeure partie de notre organisme.

Une solution pour lutter contre le vieillissement cellulaire serait donc de pourvoir toutes les cellules de l'organisme de télomérase afin de que toutes se reproduisent sans perte de matériel génétique. C'est en ce sens que les chercheurs ont construit la thérapie génique qu'ils ont appliqué à des souris adultes.

Ils ont utilisé un virus comme vecteur du gène permettant de produire la télomérase. Le virus est dépourvu de son matériel génétique nocif et sert de véhicule afin de transporter le gène souhaité dans toutes les cellules. Une fois intégré au patrimoine génétique de la cellule, celle-ci commence à produire la télomérase qui va venir assurer une bonne reproduction des télomères. La particularité de cette étude est d'avoir été effectuée sur des souris adultes.

Des résultats très encourageants

Les résultats obtenus ont été très positifs. Chez les souris agées d'un an, l'espérance de vie a été augmentée de 24% et chez celles agées de deux ans, de 13%. Par ailleurs, il a été démontré que ces souris présentaient un état de santé bien meilleur, avec une apparition retardée des maladies liées à l'âge comme l'ostéoporose et une meilleure coordination neuro-musculaire. Par ailleurs, les souris étudiées ne souffrent pas de cancer.

Car, il existe un autre type de cellules dans lesquelles la télomérase est active : les cellules cancéreuses. La présence de la télomérase dans ces cellules assure la quasi immortalité des cellules cancéreuses, provoquant leur reproduction à un rythme effréné et causant ainsi l'apparition des tumeurs. Cet aspect complique les traitements contre les cellules cancéreuses. Des pistes de traitement sont poursuivies actuellement pour désactiver la télomérase dans les cellules cancéreuses afin de limiter leur résistance et assurer leur mort suite à de nombreuses divisions, évitant ainsi l'apparition des tumeurs.

L'étude conduite par les chercheurs espagnols montre ainsi que l'activation de la télomérase dans les cellules permet de lutter contre le vieillissement cellulaire sans pour autant augmenter le risque d'apparition des cancers. Il s'agit d'un succès qui démontre la faisabilité du concept. Le chemin vers l'application à l'immortalité humaine n'est pas à l'ordre du jour. A moyen terme, les thérapies génétiques développées à partir de ce concept pourraient être utiles pour lutter contre les maladies liées à un vieillissement précoce des cellules comme la fibrose pulmonaire.

Des chercheurs ont réussi à recréer en laboratoire des cupules optiques, des yeux à l’état embryonnaire, à partir de cellules souches. La performance a été réalisée sans influence extérieure, laissant supposer que les cellules possèdent les capacités intrinsèques pour former l’organe. Disposant d’un tel tissu, les scientifiques espèrent réparer les yeux endommagés

Peut-on envisager la médecine du futur sans les cellules souches ? Difficilement, tant elles nous promettent des avancées considérables dans la régénération d’organes et de tissus défaillants ou lésés. Dernière découverte en date : l’annonce dans un quotidien japonais de la conception in vitro d’un foie humain miniature mais fonctionnel.

Le Pays du Soleil Levant est d’ailleurs à la pointe dans ce domaine. Les chercheurs nippons du Riken Center for Developmental Biology (CDB, à Kobé) se sont une nouvelle fois illustrés en devenant la première équipe au monde à faire croître un œil embryonnaire depuis des cellules souches. Les détails sont décrits dans la revue Cell Stem Cell.

Ces scientifiques avaient déjà travaillé à l’élaboration d’organes depuis les cellules souches embryonnaires chez la souris. Parmi leur tableau de chasse, le cortex cérébral, l’hypophyse ou des cupules optiques, une structure embryonnaire à l’origine de l’œil. Cette fois, ils ont tenté leur chance chez l’Homme et sont parvenus à un résultat encore plus impressionnant que chez le rongeur.

Une cupule optique qui prend forme toute seule

Le protocole utilisé pour les cellules souches embryonnaires humaines est, à peu de choses près, le même que celui chez la souris. Il a juste fallu adapter la méthode à la taille plus importante des tissus humains. En tout, 9.000 cellules ont été injectées. Dans les premiers temps, les différentes couches s’agencent de manière à former une boule de tissu épithélial. L’intérieur se creuse et les cellules forment finalement une cupule optique, avec une paroi externe qui correspond typiquement à l’épithélium rétinien, quand la paroi interne s’apparente aux photorécepteurs et l’ensemble des cellules qui relient l’œil au cerveau par le nerf optique (cellules ganglionnaires, cellules bipolaires).

Les cellules souches embryonnaires sont des cellules dites totipotentes. Elles ont la possibilité de se différencier en n’importe quelle cellule de l’organisme : rein, poumon, cerveau… mais aussi l’œil bien sûr. © National Science Foudnation, Wikipédia, DP
Le diamètre de cet œil embryonnaire atteint seulement les 550 µm, mais est malgré tout deux fois plus grand que chez la souris, avec un volume dix fois plus important. Autre différence : la présence de cellules photoréceptrices dites en cône, celles qui nous permettent de voir le monde en couleur.

Cependant, il existe un certain nombre de similitudes avec ce qui avait été observé chez les rongeurs, notamment le fait qu’à aucun moment, les cellules souches n’ont eu besoin d’un tuteur ou d’un guide pour prendre leur forme. Ainsi, les chercheurs montrent que la capacité d’un tissu à s’organiser dans l’espace est intrinsèque aux cellules.

Réparer les yeux abîmés avec des cellules souches embryonnaires

Cette performance permet d’espérer des applications cliniques dans les années qui viennent. L’idée de redonner la vue n’est pas nouvelle, que ce soit à base de cellules souches ou d’implants électroniques. Mais cela fonctionne avec un succès relatif et de sérieux dangers.

L’un des inconvénients des cellules souches concerne leur faculté à se diviser. Si les processus ne sont pas maîtrisés, elles peuvent former une tumeur, ce que l’on cherche à éviter à tout prix. Yoshiki Sasai, l’un des auteurs de ce travail, l’assure : ces cupules optiques sont pures et ne contiennent plus de cellules souches. Il serait donc possible d’implanter ces cellules sans risque de tumeur. Autre intérêt : il n’y a pas de risque que des cellules souches de l’œil se différencient de manière un peu isolée en un tissu complètement différent. Le scientifique japonais s’explique : « C’est comme lorsqu’on plante une pomme récupérée depuis un arbre. On ne s’attend pas à voir croître du fer. Il n’y a pas plus de raison de voir émerger un os depuis ces yeux ».

Masayo Takahashi, une ophtalmologiste du CDB, tente de transplanter ces cellules à des souris vivantes pour voir si la greffe arrive à prendre in vivo. Pour le moment, l’expérience n’a pas livré ses résultats. Elle espère pouvoir en faire de même avec des singes d’ici la fin de l’année.

Malgré tout, ce travail présente un défaut important. D’autres chercheurs ont tenté de reproduire l’expérience de Sasai chez la souris mais sans succès. Ainsi cette étude sur l’animal est difficilement reproductible et on peut se douter qu’il en va de même chez l’Homme. Où est-ce que ça coince ? Pas facile de répondre. Mais pour utiliser une telle découverte à grande échelle, nul doute qu’il faudra la capacité de générer suffisamment de tissu oculaire et inéluctablement impliquer plusieurs laboratoires.

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