Plongeons dans la recherche en vivant le cours de SVT !

Vendredi 11 octobre 2024, dans le cadre de la fête de la science, les élèves du Parcours Excellence avaient rendez-vous au laboratoire I-Stem de l’AFM Téléthon.

Créée en 1958, l’AFM (Association Française pour la Myopathie) est une association de parents et de malades qui se battent contre les maladies génétiques rares.

Pour mener à bien ce combat, l’AFM a trois bases :
– le Généthon, spécialisé dans la thérapie génique ;
– l’Institut de Myologie, qui s’occupe des maladies touchant le muscle ;
– l’I-Stem, créé par Marc PESCHANSKI, en 2005, grâce au soutien de l’AFM Téléthon, l’INSERM, l’Université Paris-Saclay et le Genepole.

I-Stem est un laboratoire de recherche, composé d’une unité INSERM et du Centre d’Etude des Cellules Souches.

80 personnes travaillent sur une dizaine de maladies génétiques rares.

Mais alors, que fait-on exactement, à I-Stem ?

Axel SCIAUVAUD, doctorant, nous a renseigné : « À I-Stem, on est spécialisé sur l’utilisation des cellules souches ».

La cellule, c’est l’unité de vie fondamentale de tous les êtres vivants.
Elle mesure quelques centièmes de millimètres et dans le corps humain, il y en a environ 100 000 milliards et 200 types différents.

Il existe 2 types de cellules souches :
– les cellules souches embryonnaires humaines, découvertes en 1998 par James THOMSON ;
– les cellules pluripotentes induites (IPS), fabriquées en laboratoire qui ont été découvertes par Shinga YAMANKA.
Les 2 chercheurs ont été récompensés par un Prix Nobel en 2012 !

Les cellules souches pluripotentes sont des cellules très particulières car elles possèdent deux propriétés :

La 1^ère propriété, c’est de pouvoir se multiplier à l’infini, ce qui nous permet de pouvoir en produire des milliards.

La 2^ème propriété, c’est de pouvoir se spécialiser dans toutes les cellules de l’organisme, ce qui nous permet de pouvoir produire de la rétine, de la peau, des neurones et donc de pouvoir étudier ces maladies génétiques qui touchent tel ou tel organe.

Un exemple notable de cette spécialisation de cellules à I-Stem c’est la peau.

Ici a eu lieu une 1ère mondiale !
Une équipe de chercheurs français a réussi à recréer de l’épiderme humain à partir de cellules souches embryonnaires.
Une production industrielle qui permet de créer une sorte de « banque de peau ».

La peau, c’est le 1er des 230 tissus, qui forment notre corps, à avoir été reconstitué à partir de cellules embryonnaires.
Ces cellules de peau, fabriquées dans le laboratoire, sont conservées dans l’azote liquide à -196°C, c’est ce qui s’appelle la cryoconservation.

Les blocs d’azote composés de cellules congelées sont le « coffre-fort » d’I-Stem puisque c’est là que sont conservés les 250 types de cellules différentes dont les chercheurs du laboratoire se servent quotidiennement pour leurs recherches.

On utilise ces cellules souches pour identifier des traitements aux maladies génétiques, en général rares.

Une maladie génétique rare, c’est une maladie qui touche moins d’une personne sur 2000.
Elle est causée par un mauvais fonctionnement dans la cellule, qui est dû à une mutation de l’ADN.
L’ADN, c’est une macro-molécule composée d’une double hélice condensée sous forme de chromosomes, composée de bases, face à face, que l’on représente par des lettres.
C’est l’ordre de ces lettres qui détermine qui nous sommes.
Et si une ou plusieurs de ces lettres sont modifiées, on parle de maladie génétique.

À I-Stem, les chercheurs essayent de trouver des traitements contre ces maladies.

Pour cela, la recherche du laboratoire s’organise autour de 3 grands axes :

1. La modélisation
2. La pharmacologie
3. La thérapie cellulaire

1. La modélisation

La première stratégie, c’est vraiment de reproduire la maladie pour l’étudier.
L’équipe de Laëtitia AUBRY (maître de conférences et chef d’Equipe) travaille sur le Syndrome de Wolfram.
C’est un bon exemple, ce syndrome est une maladie rare d’origine génétique, neurodégénérative, qui se déclare très tôt dans l’enfance et qui est caractérisée par un certain nombre de symptômes (atrophie optique, surdité, différentes formes de diabète).

La modélisation d’une maladie se passe en 2 temps :
– Il faut d’abord produire le bon type cellulaire en développant des méthodes de différenciation grâce à une culture cellulaire in vitro.

Ce savoir-faire est l’un des plus important du laboratoire.
La différenciation des cellules souches en cellules malades de patients est à la source de toute la recherche faite à I-Stem.
L’équipe a réussi à partir d’IPS, à générer les neurones corticaux.

– Et c’est seulement une fois que les chercheurs ont ces modèles de cellules qu’ils peuvent les utiliser pour étudier les spécificités des maladies, à l’aide notamment de microscopes extrêmement performants dont dispose le laboratoire.
Ils ont des cellules souches qui sont saines et d’autres qui sont issues de patients donc qui ont des mutations et donc ils essayent de comparer les deux pour voir ce qui « pêche » dans les neurones sains, afin de mieux comprendre les mécanismes responsables de ces atteintes neurologiques.

2. La pharmacologie

Au laboratoire, les chercheurs ont également développé des stratégies de recherche pharmacologiques qui permettent aujourd’hui de proposer des traitements aux patients.
Comme cela a été le cas pour l’utilisation de la metformine pour les patients atteints d’une forme particulière de myopathie qui s’appelle la Myotonie Dystrophique de Type 1.
Trouver un médicament pour une maladie rare, c’est un peu comme trouver une pépite d’or dans un tas de sable.
Il faut passer des millions de médicaments dans un tamis pour trouver la pépite qui n’est pas passée au travers.
Cette pépite, c’est un médicament qui agit sur la maladie étudiée.
Ce procédé, qu’on appelle le criblage à haut débit, est très long et extrêmement coûteux.
Pour répondre plus rapidement à l’urgence des malades et de leurs familles, à I-Stem, ce sont 300 médicaments qui existent déjà qui sont testés par un robot capable de le faire en quelques jours.
Le laboratoire dispose aussi d’images à haut débit qui servent à observer l’action du médicament sur des cellules malades pendant plusieurs jours afin de déterminer son efficacité.

3. La thérapie celullaire

La thérapie cellulaire intervient quand on ne peut pas soigner les cellules malades par un médicament.
Au lieu de les soigner, on les remplace par des cellules saines.
Les principaux succès d’I-Stem sont le développement de protocoles de thérapie cellulaire notamment pour la peau et la rétine.

« On a démarré un essai clinique sur des patients qui sont atteints de certaines formes de rétinites pigmentaires. L’essai a commencé, il y a 2 patients qui ont été traités, il y en a 10 qui vont être traités l’année prochaine » nous a expliqué Christelle MONVILLE, professeure et chef d’équipe.
Pour mener à bien les projets de thérapie cellulaire, les équipes utilisent, là encore, des machines capables de produire des banques de cellules très rapidement et à grande échelle.
Ces robots limitent aussi les risques d’erreurs lors de la manipulation des cellules en automatisant des processus délicats tels que le changement de milieu de culture.

Cette recherche sur la rétinite pigmentaire, une maladie rare, est en train d’ouvrir la voie pour des projets sur le DMLA (Dégénérescence Maculaire Liée à l’Age), une des causes principales de la perte de vue chez les personnes âgées.
Et cela, ce n’est pas le seul exemple d’une recherche axée sur une maladie rare qui engendre des découvertes applicables à des maladies bien plus communes.
Ces réussites sont en partie dues à l’accompagnement de l’AFM Téléthon.
Les scientifiques sont bien très entourés avec le campus du Génopole.
Le cadre de l’AFM Téléthon fait qu’ils ont des contacts réguliers avec les patients.
Cette interaction, avec des patients et des associations de malades, est un moteur très fort.

Les chercheurs d’I-Stem, le leur rendent bien...

L’investissement des chercheurs, des techniciens et des ingénieurs d’I-Stem va bien au-delà de leur travail purement scientifique puisque le personnel du laboratoire est largement investi pour le Téléthon.

C’est très motivant pour eux et cela ne cesse de leur rappeler pourquoi ils font ce métier : soigner un individu atteint d’une maladie rare afin que des millions d’autres atteint de pathologies plus communes puissent en bénéficier.

Comprendre que la recherche fondamentale sauve des millions de vies aura été le point orgue de cette fête de la Science 2024 pour notre promotion PASTEUR !