Paris, 13 Juin 2014

L'observation de l'anxiété, pour la première fois chez un invertébré, ouvre une nouvelle voie d'étude

Pour la première fois, des chercheurs du CNRS et de l'université de Bordeaux viennent de produire et d'observer un comportement d'anxiété chez l'écrevisse, qui disparaît lorsqu'on lui injecte une dose d'anxiolytiques. Ces travaux, publiés dans Science le 13 juin 2014, montrent que les mécanismes neuronaux liés à l'anxiété se sont conservés tout au long de l'évolution. L'analyse de ce comportement ancestral chez un modèle animal simple révèle, en outre, une nouvelle voie pour l'étude des bases neuronales de cette émotion.
L'anxiété peut être définie comme une réponse comportementale au stress consistant en une appréhension durable des événements à venir. Elle prépare les individus à détecter les menaces et à les anticiper de façon adaptée. Elle favorise donc leur survie. Cependant, lorsque le stress est chronique, l'anxiété devient pathologique et peut conduire à un état dépressif.

Jusqu'à présent l'anxiété non pathologique n'avait été décrite que chez l'homme et quelques vertébrés. Pour la première fois, elle est observée chez un invertébré. Pour y parvenir, les chercheurs de l'Institut de neurosciences cognitives et intégratives d'Aquitaine (CNRS/université de Bordeaux) et de l'Institut des maladies neurodégénératives (CNRS/ université de Bordeaux) ont d'abord exposé les écrevisses à un champ électrique de façon répétée durant trente minutes. Ensuite, ils ont placé les écrevisses dans un labyrinthe aquatique en forme de croix. Deux des bras étaient éclairés, ce qui naturellement rebute les écrevisses, et deux étaient dans l'obscurité, ce qui, au contraire, les rassure.

Les chercheurs ont alors analysé le comportement exploratoire des écrevisses. Les écrevisses rendues anxieuses ont eu tendance à rester dans les parties sombres du labyrinthe, contrairement aux écrevisses témoin, qui ont exploré l'ensemble du labyrinthe. Ce comportement est une réponse adaptative au stress subi : l'animal cherche à minimiser les risques de rencontrer un agresseur. Cet état émotionnel s'est estompé au bout d'une heure environ.

L'anxiété des écrevisses est corrélée à un accroissement de la concentration de sérotonine dans leur cerveau. Ce neurotransmetteur est impliqué dans de nombreuses régulations physiologiques tant chez les invertébrés que chez l'homme. Elle est libérée dans des contextes de stress et régule plusieurs réponses liées à l'anxiété, comme l'augmentation des taux de glucose dans le sang. Les chercheurs ont aussi montré qu'en injectant un anxiolytique d'usage courant chez l'humain (benzodiazépine), le comportement d'évitement de l'écrevisse est aboli. Ceci montre à quel point les mécanismes neuronaux permettant d'établir ou d'inhiber le comportement anxieux sont apparus tôt dans l'évolution et se sont bien conservés au cours du temps.

Ces travaux offrent aux chercheurs qui étudient le stress  et  l'anxiété, un modèle animal unique. Dotée d'un système nerveux simple dont les neurones sont faciles à enregistrer, l'écrevisse pourrait permettre de mieux comprendre les mécanismes neuronaux en œuvre dans un contexte stressant, ainsi que le rôle de neurotransmetteurs tels que la sérotonine ou le GABA. A présent, l'équipe veut étudier l'anxiété chez l'écrevisse soumise à un stress social et analyser les changements neuronaux qui s'opèrent lorsque l'anxiété se prolonge sur plusieurs jours.

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Hervé Chneiweiss : "Ces manipulations génétiques d'embryons humains n'ont aucun sens"
Hugo JalinièrePar Hugo Jalinière

Publié le 24-04-2015 à 15h31

Le président du comité d'éthique de l'Institut national de la santé et de la recherche médicale réagit de façon très ferme aux premières manipulations génétiques d'embryons humains.
Embryon ©MARCEL MOCHET / AFPEmbryon ©MARCEL MOCHET / AFP


PREMIERE MONDIALE. Des Chinois modifient le génome d'embryons humains
PORTRAIT. Hervé Chneiweiss, un bourreau de travail assumé
"Il fallait bien qu'il y ait un énergumène qui un jour s'amuse à faire cette expérience." Hervé Chneiweiss n'y va pas par quatre chemins pour parler des premières manipulations génétiques effectuées sur des embryons humains annoncées par des chercheurs chinois. Certes, les embryons en question n'étaient pas viables. Mais le président du comité d'éthique de l'Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm), membre du Comité consultatif national d’éthique (CCNE) et éminent neurobiologiste par ailleurs, n'en démord pas. "On ne joue pas avec des embryons humains uniquement pour obtenir un effet d'annonce. Car celle-ci est l'aboutissement de la chronique d'une publication annoncée, discutée depuis plusieurs semaines par le biais de fuites soigneusement préparées", explique-t-il en faisant référence à trois articles parus le mois dernier qui s'inquiétaient de la possibilité désormais réelle de modifier comme jamais le génome de cellules vivantes. L'un était paru dans la revue du MIT, un autre dans Nature et le troisième dans Science rédigé par 18 chercheurs dont 2 prix Nobel appelant à un moratoire sur ce type d'essais.

Les travaux démontrent surtout que la technique est imparfaite

Il s'avère que les expériences menées par l'équipe chinoise du Dr Huang constituent plutôt un cuisant échec. "Les travaux n'ont pas l'air si mal faits. Mais ils démontrent surtout que la technique est imparfaite", précise Hervé Chneiweiss. Ce qui tend bien sûr à conforter les préoccupations éthiques qui entourent les fantasmes d'une ingénierie du bébé parfait. L'équipe du Dr Huang a cherché à supprimer un gène responsable d'une grave maladie du sang, l'anémie de Cooley. Les généticiens ont donc injecté 86 embryons avec une version corrigée du gène défectueux et attendu 48 heures. 71 embryons ont survécu, dont 54 ont été testés. Ils ont constaté que le gène corrigé a fonctionné dans 28 embryons mais que seule une fraction contenaient le nouveau gène. Les chercheurs ont ainsi reconnu avoir rencontré "de grandes difficultés" et que leurs travaux "montrent la nécessité urgente d'améliorer cette technique pour des applications médicales".

Hervé Chneiweiss pointe de son côté l'inutilité scientifique de telle recherche : "Quel sens ? Cela n'apporte strictement rien sur la connaissance du génome, sur le plan scientifique. C'est juste pour la prouesse technique. Or on peut bien faire n'importe quoi sur le plan technique, mais si cela n'a aucun intérêt scientifique, quel est le but ?"

Or la technique CRIPSR/Cas9 qui a permis ces manipulations n'est pas tout à fait nouvelle même si son principe n'a été validé qu'en 2012. "On sait que celle-ci consiste en une sorte de ciseaux moléculaire capables de cibler spécifiquement le gène d'une cellule pour le "couper". Mais le stade et l'état des embryons testés n'avaient pas beaucoup de chance de permettre la réussite de l'expérience", explique Hervé Chneiweiss. Pour lui, il aurait été bien plus intéressant "d'étudier les facteurs de viabilité des embryons humains en vue d'améliorer l'implantation dans le cadre de fécondations in vitro".

La technique CRISPR/Cas9 en vidéo (Anglais)



Introduction to Genome Editing Using CRISPR/Cas9 from Innovative Genomics Initiative on Vimeo.

Aux Etats-Unis, l'Alliance américaine pour la médecine régénérative (ARM) a réagi jeudi 23 avril 2015 en appelant "à un moratoire volontaire mondial sur ce type de travaux" sur l'ADN humain, qualifiés de "très prématurés" et qu'il est "inacceptable de poursuivre à ce stade". Pour l'ARM, un moratoire déjà évoqué précédemment par plusieurs organismes scientifiques "permettrait des discussions rigoureuses et transparentes sur l'aspect légal et en matière de politiques à suivre, ainsi qu'un débat public sur la science, la sûreté et l'éthique de la modification des embryons humains". 

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GÉNOMIQUE ET INFORMATIQUE

La presse généraliste, et bien entendu la presse spécialisée, se font régulièrement l'écho du séquençage complet d'un nouveau génome. Il est cependant impossible pour le grand public de se rendre compte à quel point les choses vont vite: sont disponibles actuellement les séquences complètes des génomes de 51 bactéries et de 4 organismes multicellulaires, cependant que sont en cours les séquençages de 210 (!) génomes bactériens et de nombreux organismes supérieurs (rat, souris, chimpanzé et plusieurs plantes en particulier). Pour le non spécialiste, il n'est pas non plus facile d'imaginer le rôle crucial de l'informatique dans le processus conduisant à la connaissance de la séquence complète d'un génome. En fait, l'ordinateur joue un rôle central à toutes les étapes, depuis la gestion des données brutes dans les centres de séquençage jusqu'à l'assemblage final de la séquence complète, la recherche des gènes et la mise à disposition des résultats dans des banques spécialisées. Si l'on définit la génomique comme étant "le séquençage des génomes puis tout ce que l'on peut en tirer", alors à coup sûr il n'y aurait pas de génomique sans informatique. Certes, et l'on ne peut que s'en féliciter, le dernier mot revient toujours au biologiste. Mais il n'est pas faux d'affirmer que grâce -entre autre- à l'informatique, notre vision des génomes et de leur évolution a été bouleversée. Plus les séquences s'accumulent et plus la fameuse image de F. Jacob concernant "le bricolage de l'évolution" s'avère pertinente. Pour le biologiste que je suis, et sans doute pour la majorité des gens, l'apport principal de la génomique est de nous donner des pistes pour répondre aux questions classiques et lancinantes "qui suis-je, d'où viens-je, où vais-je?" grâce à la comparaison des séquences de différents génomes. Ces comparaisons ont le mérite de remettre les choses à leur place et de nous rappeler le devoir d'humilité: que notre génome ne comporte guère que deux fois plus de gènes que celui d'un ver microscopique ne flatte sans doute pas notre ego et nous montre bien l'étendue de notre ignorance. D'un point de vue plus pratique, c'est la connaissance de la batterie complète des gènes d'un organisme qui permet de réaliser des "puces à ADN" grâce auxquelles des kits de diagnostic simples et efficaces peuvent être mis au point -après toute une série d'analyses informatiques non triviales. C'est certainement une bonne nouvelle pour le thérapeuthe. A nous cependant de veiller à ce que leur usage ne soit pas indûment détourné à des fins de "sélection" inadmissibles. A nous également de faire le tri entre le possible et les promesses prématurées de thérapie génique triomphante. Il est clair que "la génomique" est source de progrès incontestables dans la connaissance pure et dans ses applications. Il n'en reste pas moins, et la chose est banale, qu'elle soulève de nombreuses questions morales ou éthiques: elles ne sont pas près d'être résolues tant l'ampleur des aspects financiers qui en découlent faussent le débat, qui n'est d'ailleurs pas simple

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