Sclérose latérale amyotrophique (SLA) / maladie de Charcot

Sous titre
Une dégénérescence des motoneurones encore incurable
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La sclérose latérale amyotrophique est une maladie dégénérative grave et handicapante qui conduit au décès dans les 3 à 5 ans qui suivent le diagnostic. L'effort de recherche qui lui a été dédiée ces dernières années a permis de développer les connaissances sur la génétique et la biologie de cette maladie. Et si aucun traitement curatif n'est encore disponible, les perspectives à moyen terme sont encourageantes.
       

       

       

*         TEMPS DE LECTURE 15-20 minutes 
DERNIÈRE MISE À JOUR 19.12.15 
DIFFICULTÉ 4 sur 5
*     Dossier réalisé en collaboration avec Séverine Boillée, unité 1127 Inserm/université Pierre et Marie Curie, Institut du cerveau et de la moelle épinière, Paris

Comprendre la sclérose latérale amyotrophique
La sclérose latérale amyotrophique (SLA), aussi connue sous le nom de maladie de Charcot, est une maladie neurodégénérative grave qui se traduit par une paralysie progressive des muscles impliqués dans la motricité volontaire. Elle affecte également la phonation et la déglutition.
Il s'agit d'une maladie au pronostic sombre, dont l'issue est fatale après 3 à 5 ans d'évolution en moyenne. Le plus souvent, c’est l’atteinte des muscles respiratoires qui cause le décès des patients.
Motoneurone de rat en culture. On distingue clairement le corps cellulaire d'un diamètre de trente microns, l'axone et les fibres collatérales. © Inserm, C. Henderson
La SLA est due à la mort progressive des motoneurones, les cellules nerveuses qui dirigent et contrôlent les muscles volontaires. Elle touche les deux types de motoneurones effecteurs de la motricité : ceux dits centraux, localisés dans le cerveau, et ceux dits périphériques, situés dans le tronc cérébral
tronc cérébral
Partie du système nerveux central située entre le cerveau et la moelle épinière, responsable de plusieurs fonctions de régulation : respiration, rythme cardiaque, contrôle de la douleur…
et la moelle épinière. Ces derniers assurent le relais entre les motoneurones centraux et les muscles.

La composante génétique encore mal cernée
L'origine de la SLA est complexe à déterminer : la survenue de la maladie serait multifactorielle, soumise à l'influence de la génétique et de l'environnement.
Concernant le rôle de l’environnement, aucun facteur déclenchant n'a été clairement mis en évidence. Le tabac, le sport de haut niveau, les pesticides, les métaux lourds et la cyanotoxine BMAA, présente dans certaines algues, sont suspectés. Mais, à ce jour, les données disponibles ne permettent pas de les impliquer formellement.
Dans la pratique, la SLA est familiale chez 10% des malades. Dans ce cas, l'origine génétique est probable, même si elle n'est pas toujours facile à démontrer. Pendant longtemps, une seule mutation responsable de la maladie était connue. Affectant le gène SOD1, elle a permis de donner naissance au premier modèle animal de SLA. Depuis, une vingtaine d'autres gènes impliqués ont été identifiés : C9ORF72, dont la mutation est observée dans plus de 40% des formes familiales, TARDBP, FUS/TLS... Lorsque aucune mutation causale connue n'est retrouvée, la maladie familiale découle probablement de l’altération d'un ou de plusieurs gènes pour l'heure non identifiés.
Lorsque la maladie touche des personnes sans risque génétique familial (90% des cas), elle est dite sporadique. Ces cas sont vraisemblablement liés à la mutation aléatoire (et non transmise) d'un gène causal ou d'un ou plusieurs gènes de susceptibilité (qui augmenteraient le risque de survenue de la maladie).

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Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA) – animation pédagogique – 1 min 28 – vidéo de l’association ARSLA (2012)

Une maladie progressivement invalidante
La SLA apparaît souvent entre 50 et 70 ans, même si elle survient en moyenne plus précocement lorsqu'elle est d'origine familiale.
Elle prend des formes différentes selon la nature de l'atteinte initiale :
*         Dans environ 30% des cas, elle débute au niveau du tronc cérébral. On parle d'une forme à début bulbaire dont les premières manifestations sont les difficultés à articuler ou à déglutir.
*         Dans les autres cas, la SLA altère d'abord les motoneurones périphériques : dans cette forme à début spinal, c'est par une faiblesse et une gêne au niveau d'un bras, d'une jambe ou d'une main que se manifeste la maladie pour la première fois.
La maladie s'intensifie progressivement : des contractures, une raideur des muscles et des articulations apparaissent localement. L'atteinte se transmet à d'autres muscles. Une fonte musculaire et des troubles de la coordination finissent par gêner la marche et la préhension des objets. Les difficultés à déglutir ou à articuler croissent. L'atteinte des muscles respiratoires intervient souvent à un stade avancé de la maladie. Elle précipite son aggravation et le risque de décès.
Une meilleure connaissance de la maladie permet aujourd'hui de repérer des formes de SLA dans lesquelles apparaissent aussi des douleurs, des manifestations de type parkinsoniens ou des troubles du comportement (démence fronto-temporale).

Des mécanismes physiopathologiques variés et encore mal compris
Il est encore très difficile d'établir précisément les mécanismes initiant et maintenant la dégénérescence neuronale impliquée dans la SLA. Cependant, plusieurs phénomènes ont été décrits, notamment grâce à l’étude des mutations génétiques associées à la maladie et de leur impact sur le fonctionnement des cellules nerveuses. Il s’agit, entre autre, de défauts de repliement des protéines mutées qui s'agrègent avec d'autres protéines dans les cellules : ces amas peuvent bloquer des fonctions vitales pour les neurones, conduisant par exemple au dysfonctionnement des mitochondries
mitochondries
Organite cellulaire qui joue un rôle crucial dans le métabolisme cellulaire en assurant la production d'énergie.
(qui produisent l‘énergie des cellules) ou à une perturbation des fonctions de transport dans le neurone. Certaines mutations (affectant les gènes TDP43, FUS, C9ORF72) peuvent aussi entraîner un défaut dans la maturation des ARN
ARN
Molécule issue de la transcription d'un gène.
messagers, des molécules impliquées dans la synthèse des protéines nécessaires au bon fonctionnement de la cellule. Dans les neurones porteurs de mutations du gène TDP43, c'est la production même des ARN messagers
ARN messagers
Molécule issue de la transcription d’un gène et qui permet la synthèse d’une protéine.
qui serait perturbée.
Autre hypothèse : celle de l'excitotoxicité du glutamate
glutamate
Neurotransmetteur excitateur le plus répandu dans le système nerveux central.
(un neurotransmetteur
neurotransmetteur
Petite molécule qui assure la transmission des messages d'un neurone à l'autre, au niveau des synapses.
) sur les cellules nerveuses. Ce phénomène serait lié à une stimulation continue et anormale des neurones par une trop grande production de glutamate ou par sa mauvaise élimination. Sont également pointés du doigt le stress oxydatif
stress oxydatif
Déséquilibre entre la production par l’organisme d’agents oxydants nocifs (radicaux libres, notamment) et celle d’agents antioxydants (comme les vitamines E et C). Il entraîne une inflammation et la survenue de mutations de l’ADN.
et l’atteinte des cellules gliales (cellules de soutien des neurones) ou des cellules immunitaires. Les modèles animaux de la SLA ont mis en évidence un état inflammatoire chronique local dans lequel les cellules microgliales, les astrocytes
astrocytes
Cellule gliale en forme d’étoile qui assure le support et la protection des neurones.
et les macrophages
macrophages
Cellule du système immunitaire chargée d’absorber et de digérer les corps étrangers
environnants jouent un rôle délétère sur les neurones. Ces mécanismes pourraient donc constituer une cible thérapeutique potentielle. Enfin certains patients présentent un hypermétabolisme
hypermétabolisme
Augmentation anormale du métabolisme de base observée en cas de traumatisme ou de certaines maladies.
qui peut engendrer une perte de poids significative et aggraver le pronostic. Certaines études visent à comprendre la corrélation entre ces deux phénomènes. Il faut désormais comprendre comment s'articulent et/ou coexistent tous ces mécanismes entre eux.

Diagnostic par élimination

Motoneurones et axones (rouge), noyaux des cellules (bleu) dans la moelle épinière. Image réalisée lors du concours photographique organisé pour les 50 ans de l'Inserm, sélection Rhône-Alpes. © Inserm, S. Cavagna
Le diagnostic de la SLA est souvent posé par élimination, après avoir écarté les pathologies de présentation proche parmi les maladies neurodégénératives et celles qui touchent les motoneurones.
Ce diagnostic repose sur des examens neurologiques et cliniques. Le neurologue en charge de cette évaluation recherche la présence de signes de neurodégénérescence au niveau musculaire, de signes d'atteinte bulbaire et de pathologies ou de symptômes associés. L’examen neurologique associé à un bilan biologique, à la réalisation d'un électromyogramme et à celle d'un IRM permettent de confirmer le diagnostic face à des symptômes persistants depuis quelques mois.
L'aggravation des symptômes reste l'un des signes permettant de différencier la SLA d'autres maladies du motoneurone, mais des examens spécifiques peuvent être prescrits au cas par cas pour le confirmer.

La SLA demande une prise en charge pluridisciplinaire
Il n'existe pas de traitement curatif de la SLA. La prise en charge de la maladie cible les symptômes : aide technique, kinésithérapie et médicaments antispastiques pour contrer les troubles moteurs, myorelaxants et antalgiques contre les douleurs, prise en charge de la dénutrition, orthophonie pour les troubles de la parole et de la déglutition, accompagnement psychologique…
Même si le pronostic de la maladie reste sévère, de réels progrès ont été réalisés ces vingt dernières années :
*         la ventilation non invasive (VNI), qui supplée la fonction respiratoire lorsqu'elle commence à décliner
*         la prescription de riluzole, seul médicament à avoir démontré sa capacité à ralentir l'évolution des symptômes
améliorent modestement l'espérance de vie des patients SLA.
Depuis les années 1990, les personnes atteintes de SLA bénéficient d'une prise en charge optimale, spécialisée et pluridisciplinaire à travers un réseau de centres de référence : il en existe aujourd'hui une vingtaine, répartis sur toute la France.

Les enjeux de la recherche

Dissocier les différentes formes de SLA pour mieux les traiter
Depuis quelques années, on commence à considérer la SLA comme un syndrome, et non plus comme une maladie : l'âge de survenue des premiers symptômes, la présentation bulbaire ou spinale initiale, la rapidité d'évolution, ou encore les pathologies associées peuvent en effet laisser penser que différentes maladies du motoneurone seraient regroupées sous le nom générique de SLA. Cette hétérogénéité pourrait expliquer l'échec de nombreux essais cliniques conduits autour de nouveaux traitements.
Un des objectifs des chercheurs est donc de dissocier l'ensemble des patients en groupes plus homogènes ; la découverte récente de différentes mutations génétiques pourrait aider à mieux regrouper ceux pour lesquels la cause de la maladie est la même. Les symptômes cliniques peuvent aussi aider à différencier les patients, même si leur spécificité est imparfaite. De nouvelles perspectives seront apportées par l'identification de nouveaux biomarqueurs
biomarqueurs
Paramètre physiologique ou biologique mesurable, qui permet par exemple de diagnostiquer ou de suivre l’évolution d’une maladie.


A la recherche de biomarqueurs pertinents
L'identification de biomarqueurs biologiques ou radiologiques pourrait non seulement faciliter ce diagnostic, mais aussi aider à prédire l'évolutivité de la SLA et la réponse aux traitements.
Plusieurs pistes sont aujourd'hui à l'étude :
*         Celle des neurofilaments. Ces assemblages de protéines forment le cytosquelettecytosqueletteRéseau de filaments protéiques à l'intérieur des cellules, confèrant à ces dernières leur structure et leurs propriétés mécaniques. 

des neurones et peuvent s’agréger dans les motoneurones en cas de SLA. Des premières données suggèrent une corrélation entre le taux d'une sous-partie protéique des neurofilaments retrouvé dans le sang ou le liquide céphalorachidienliquide céphalorachidienLiquide transparent dans lequel baignent le cerveau et la moelle épinière.

et l'évolution de la maladie.
*         Celle de protéines et d'ARN issues de certains sous-types de lymphocytes dont la quantité augmente chez les personnes atteintes de SLA. Le suivi de leur concentration sanguine pourrait être un marqueur de la vitesse d'évolution de la maladie.
*         Celle de l'imagerie fonctionnelle. En permettant d'étudier la dynamique de l'activité cérébrale, elle pourrait être utile, à terme, pour prédire la progression de la maladie. Des données expérimentales montrent que l'IRM permettrait de mesurer des paramètres d’atrophie de la moelle épinière, tandis que le PET-scan pourrait lui utiliser l’évolution de l’inflammation comme marqueur prédictif.
Ces études sont encore du domaine de la recherche et il n'existe encore aucun biomarqueur validé permettant d'envisager une utilisation en clinique.

Vers de nouvelles perspectives de traitement

Motoneurones - Caractérisation par immunomarquage de neurones moteurs issus de cellules souches embryonnaires humaines. Les neurones sont détectés en vert alors que les neurones moteurs sont révélés en rouge. Les noyaux sont révélés en bleu. I-Stem, Génopole d'Evry. © Inserm, C. Martinat
Jusqu'à présent de nombreux candidats médicaments ont échoué à montrer leur efficacité. Mais, une nouvelle vague d'innovations a récemment été portée par l'identification de gènes responsables de la SLA et par la compréhension des cascades biologiques intervenant dans la survenue de la maladie. Ainsi, chacun des mécanismes pathogènes décrits constitue une cible thérapeutique potentielle.
Plusieurs agents thérapeutiques sont étudiés pour contrer la toxicité de la protéine mutante SOD1. Des essais cliniques de phase I ont notamment été conduits avec succès à partir d'oligonucléotides antisens qui empêchent la production de la protéine. De la même façon, des oligonucléotides
oligonucléotides
Court segment d’acides nucléiques (ARN ou ADN).
antisens sont étudiés pour contrer la protéine mutante C9ORF72.
Le microenvironnement des neurones fait aussi l'objet d'études interventionnelles : une molécule expérimentale, le NP001, a fait l'objet de premières études cliniques pour contrer l'activité délétère des macrophages environnants.
Favoriser la régénérescence neuronale permettrait par ailleurs de pallier le mécanisme de mort cellulaire de la SLA. Des premières études cliniques sont en cours avec un agent anti-NOGO, ciblant la protéine NOGO, inhibitrice de la repousse des axones

Thérapie cellulaire et cellules souches
La thérapie cellulaire consiste à restaurer la fonction d’un tissu ou d’un organe en introduisant des cellules saines dans l'organe malade. Deux options sont envisagées afin d'appliquer cette approche innovante à la problématique de la SLA : la première consiste à remplacer les cellules défaillantes de l'environnement des motoneurones afin qu'elles leurs apportent des facteurs trophiques favorables à la survie de ces derniers. Pour l'heure, les chercheurs utilisent différents types de cellules issues de la moelle osseuse ou des cellules souches issues du tissu nerveux, qui sont injectées dans la moelle épinière. Plusieurs études cliniques ont d'ores et déjà été conduites en Espagne, en Israël et aux Etats-Unis.
A plus long terme, une seconde option pourrait consister à utiliser des cellules souches pluripotentes induites (iPSC), spécialisées en motoneurones ou en cellules de soutien avant d'être administrées. Ces cellules thérapeutiques viendraient remplacer les motoneurones défaillants ou les cellules de leur environnement. Beaucoup d’étapes restent encore à franchir pour y parvenir.
Mais quelle que soit l'option, la difficulté de mise en œuvre de la thérapie cellulaire est d'apporter les cellules de remplacement in situ. Cela nécessite une chirurgie lourde qui pourrait être limitante pour l’utilisation clinique de ces approches.

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Tuberculose

Sous titre
Le bacille fait de la résistance
    

Selon l’OMS, un tiers de la population mondiale serait infecté par la bactérie responsable de la tuberculose. La maladie serait à l’origine d’1,5 millions de décès pour la seule année 2014, dont 400 000 décès de personnes atteintes d’une tuberculose associée à une infection par le VIH. Pour en finir avec cette maladie infectieuse, les chercheurs s’attèlent à la mise au point de nouveaux vaccins ainsi qu’au développement d’antibiotiques et d’outils diagnostics plus performants.
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*         TEMPS DE LECTURE 15-20 min 
DERNIÈRE MISE À JOUR 01.07.16 
DIFFICULTÉ 2 sur 5
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Dossier réalisé en collaboration avec Camille Locht, microbiologiste et directeur du Centre d’Infection et Immunité de Lille (Unité Inserm 1019) à l’Institut Pasteur de Lille

Comprendre la tuberculose
La tuberculose est une maladie infectieuse due à la bactérie Mycobacterium tuberculosis, aussi nommée  bacille de Koch d’après le nom de son découvreur.
Le plus souvent, la tuberculose touche les poumons. On parle alors de tuberculose pulmonaire. Cette forme de la maladie est caractérisée par :
*         une toux chronique accompagnée d’expectorations (crachats), parfois teintées de sang,
*         des douleurs dans la poitrine,
*         une fièvre, peu intense mais persistante, ainsi que des sueurs nocturnes,
*         une perte de poids et une faiblesse générale.

Bactérie Mycobacterium tuberculosis © NIAID
Plus rarement, dans environ 15% des cas, l’infection peut affecter d’autres régions de l’organisme : le rein, le cerveau, l’intestin, les os… Les symptômes associés à ces formes extra-pulmonaires de la tuberculose sont variables.
Dans environ 90% des cas, les personnes infectées par le bacille de Koch ne développent pas la maladie.  Le bacille peut rester "dormant" dans leur organisme durant des années. Ils sont alors asymptomatiques et ne sont pas contagieux. On parle alors de tuberculose latente.  Mais dans 5 à 10% des cas, le bacille va finir par se réveiller. La tuberculose devient alors active, symptomatique et contagieuse. C’est la tuberculose maladie. Les personnes dont le système immunitaire est affaibli, telles que les personnes vivant avec le VIH, celles souffrant de malnutrition ou de diabète, les fumeurs, ou encore les patients sous traitement immunosuppresseur, ont un risque beaucoup plus élevé de développer la maladie.

Un tiers de la population mondiale infectée
Contrairement aux formes extra-pulmonaires, la tuberculose pulmonaire est très contagieuse. Quelques bactéries suffisent à propager l’infection.
Le bacille de Koch se propage essentiellement par voie aérienne : une toux, un éternuement, un crachat, voire une simple discussion, projettent les bactéries dans l’air ambiant. Les personnes qui les inhalent deviennent à leur tour infectées. On estime qu’un patient infecté et non traité peut ainsi contaminer 10 à 15 autres personnes en l’espace d’une année. Les déplacements de population (migrations économiques, exils politiques, tourisme, mondialisation des échanges) favorisent la dissémination de la tuberculose sur toute la planète.
Et si le principal réservoir de Mycobacterium tuberculosis est l’homme atteint par une tuberculose active, le bacille est très résistant : il peut par exemple survivre plusieurs semaines dans un crachat, ou plusieurs mois dans la terre. Des cheptels d’animaux domestiques peuvent en outre constituer de bons réservoirs pour certaines souches proches, telles que M. bovis, créant un risque de transmission par voie alimentaire.
Au total, un tiers de la population mondiale serait actuellement infecté par le bacille de Koch selon l’OMS, avec  9,4 millions nouvelles infections et 1,5 millions de décès associés à la maladie en 2014. Ces chiffres font de la tuberculose la seconde maladie due à un agent infectieux unique la plus meurtrière, après le sida. Pour certains, il s’agit même de la première cause de décès par infection, car on ne meure pas du sida mais des infections liées à l’immunodéficience induite par le VIH.
La tuberculose est présente partout dans le monde. En 2014, le plus grand nombre de nouveaux cas a été enregistré en Asie du Sud-Est et dans la Région du Pacifique occidental (58% des nouveaux cas). L’Afrique compte cependant la plus grande incidence
incidence
Nombre de cas nouveaux d'une maladie, apparus durant une période de temps donnée.
, avec plus de 281 cas pour 100 000 habitants en 2014.

En France, des disparités territoriales et populationnelles
En France, la tuberculose est une maladie à déclaration obligatoire depuis 1964. En 2014, 4 827 nouveaux cas ont été déclarés, contre 6 714 en 2000. L’Ile-de-France compte à elle seule 36% des cas (1 747 cas), formant avec la Guyane une des principales régions atteintes. La maladie touche principalement les populations en situation de précarité, les migrants en provenance de régions comme l’Afrique subsaharienne et les personnes âgées.

Pour en savoir plus sur l’épidémiologie de la tuberculose en France
L’incidence mondiale de la tuberculose tend cependant à décroître, avec une diminution du nombre de nouveau cas de 18% depuis 2000. Quant à la mortalité associée, elle a quasiment été divisée par 2  depuis 1990. En mai 2014, l’Assemblée mondiale de la Santé, convoquée par l’OMS, a approuvé une stratégie visant à mettre un terme à l’épidémie mondiale de tuberculose : l’objectif est de réduire de 95% le nombre des décès et de 90% l’incidence de la maladie d’ici à 2035.
Pour en savoir plus sur la stratégie de l’OMS : Mettre fin à la tuberculose d'ici 2035

Grandes tueuses : La tuberculose

La tuberculose - documentaire – 14 min 11 – vidéo extraite de la série Grandes tueuses (2016)

Facteurs de risque
La tuberculose touche surtout les populations urbaines, les personnes âgées, les sujets en situation de précarité, les migrants et les patients infectées par le VIH. On parle d’une maladie sociale car elle se propage préférentiellement chez les communautés défavorisées et les individus désocialisés.
Toujours selon les données de l’OMS, au moins un tiers des personnes vivant avec le VIH dans le monde seraient infectées par le bacille tuberculeux. Or chez ces personnes, le risque de développer une tuberculose active est multiplié par 20 ou 30, par rapport aux personnes qui ne sont pas infectées par le VIH. Le VIH et le bacille tuberculeux tendent en effet à accélérer mutuellement leur progression dans l’organisme, le premier affaiblissant les barrières immunitaires qui forment généralement une résistance plutôt efficace contre le second. Leur association est donc meurtrière : la tuberculose est une cause majeure de mortalité chez les séropositifs. En 2014, environ 400 000 personnes sont décédées d’une tuberculose associée au VIH.
D’autres pathologies et traitements qui affaiblissent les défenses immunitaires augmentent la probabilité de réveiller une tuberculose latente. C’est le cas par exemple des médicaments destinés à augmenter la tolérance aux greffes.

Dépistage et diagnostic
Le dépistage de la tuberculose latente peut être proposé à des sujets à risque, en particulier aux personnes qui ont été en contact avec un malade, aux patients immunodéprimés ou aux enfants de moins de quinze ans vivant dans une zone à forte prévalence

prévalence
Nombre de cas enregistrés à un temps T.
. Dépister une tuberculose latente permet d’envisager de la traiter  et  de  diminuer  le  risque  de  développement  de la forme  active de l’infection.

Ce dépistage se fonde actuellement sur l’utilisation du test cutané dit de Mantoux, ou test d’intradermoréaction (IDR) à la turberculine.  Ses résultats sont malheureusement difficiles à interpréter : il ne permet pas de déceler avec certitude un porteur sain, produisant parfois des faux négatifs et des faux positifs. Il ne permet pas non plus de distinguer les patients vaccinés par le BCG de ceux infectés par M. tuberculosis. Un autre type de tests existe : les tests de détection de la production d’interféron gamma (tests IGRA), réalisés  in  vitro sur  un prélèvement sanguin. Leur utilisation a reçu un avis favorable de la part de la Haute Autorité de Santé en 2007 et du Haut Conseil de la santé publique en 2011. Ils ne sont cependant pas encore utilisés dans la pratique courante, ni remboursés par l’Assurance maladie. Ils sont plus spécifiques, mais moins sensibles que le test cutané, notamment pour la détection de la tuberculose latente.
Le diagnostic de la tuberculose maladie est quant à lui proposé quand un patient souffre depuis plusieurs semaines de symptômes pulmonaires ne pouvant être expliqués par une autre pathologie infectieuse (ou tumorale). Le premier examen est une radio du thorax : un spécialiste peut alors étudier la présence d’anomalies typiques de la maladie dans sa forme pulmonaire. Cependant, cet examen manque de spécificité. Le diagnostic de certitude est microbiologique : on réalise un examen cytobactériologique des crachats (ECBC) sur trois jours consécutifs, avec mise en culture. En cas de négativité du résultat on peut pratiquer un contrôle sur des prélèvements par tubage gastrique ou fibroscopie bronchique. Plus récemment, un test se fondant sur l’amplification de l’ADN du bacille par PCR

PCR
Pour polymerase chain reaction. La réaction en chaîne par polymérase permet de copier en un grand nombre d'exemplaires des séquences d'ADN à partir d'une faible quantité d'acide nucléique au départ (ou présente).
a été mis au point. Il permet, dans une certaine mesure, de détecter des souches multi-résistantes en quelques heures.

4 000 gènes pour un bacille
En 1998, l’Institut Pasteur (France) et le Sanger Center (Royaume-Uni) ont séquencé le génome de Mycobacterium tuberculosis. Il compte 4 411 529 paires de bases et environ 4 000 gènes, soit un génome plutôt "riche" pour le monde bactérien. Depuis cette date, les microbiologistes du monde entier scrutent chaque élément de l’ADN tuberculeux. Il est en effet probable que la croissance lente de la bactérie, sa capacité de latence et de réactivation, ainsi que son aptitude à résister aux  traitements, soient autant de caractéristiques inscrites dans le génome bactérien. En le décryptant, les chercheurs ouvrent des pistes susceptibles de conduire à la mise au point de nouvelles stratégies pour prévenir et traiter la tuberculose.

Les enjeux du traitement et de la prévention

Des souches de plus en plus résistantes aux traitements
La tuberculose peut aujourd’hui être traitée et guérie. Le traitement repose sur des associations d’antibiotiques administrés au moins 6 mois, parfois plus longtemps. En général, il s’agit de quatre antibiotiques différents à prendre tous les jours pendant deux mois, puis deux antibiotiques à prendre tous les jours pendant quatre mois. Le respect du protocole est absolument nécessaire, sous peine de voir apparaître une résistance aux médicaments.

Certaines souches tuberculeuses sont en effet désormais résistantes à un ou plusieurs antibiotiques. Il existe de plus en plus de souches multirésistantes, c’est-à-dire devenues insensibles à plusieurs médicaments, dont au moins les deux plus efficaces (isoniazide et rifampicine). On voit aussi apparaitre des souches ultrarésistantes, insensibles à tous les médicaments existants, y compris aux antibiotiques de seconde intention (fluoroquinolones et antituberculeux injectables).
Environ 480 000 cas de tuberculose multirésistante ont été rapportés dans le monde en 2014. Dans pratiquement un cas sur dix, il s’agit même d’une tuberculose ultrarésistante. Et si des cas de tuberculoses résistantes sont détectés dans tous les pays, plus de la moitié le sont en Inde, en République populaire de Chine et en Fédération de Russie.
Il est possible de soigner une tuberculose multirésistante, mais le traitement est long (deux ans au moins), le prix élevé (cent fois le coût d’un traitement normal) et les effets secondaires plus marqués pour le malade. Dès lors, convaincre les patients de ne pas laisser tomber est un défi.


Affaiblir le bacille, plutôt que renforcer le traitement
Comment lutter contre la multirésistance du bacille de Koch ? Une équipe de chercheurs coordonnée par Alain Baulard et Benoit Déprez (Inserm, CIIL, Institut Pasteur de Lille, CNRS, Université de Lille) a proposé une voie thérapeutique nouvelle. Ces chercheurs ont identifié quelques années plus tôt un gène de Mycobacterium tuberculosis qui contrôle sa sensibilité à certains antibiotiques. Abaisser le contrôle opéré par ce gène doit logiquement conduire à affaiblir le bacille. Le consortium de recherche a ainsi conçu, synthétisé et testé une molécule capable de modifier la sensibilité du germe à plusieurs antibiotiques antituberculeux - dont l’éthionamide. Le développement de ces travaux se poursuit.

Prévention et vaccin
Pour prévenir la transmission du bacille de Koch, il faut éviter le contact avec les sujets infectés. Cela présuppose un diagnostic le plus précoce possible de l’infection, et un isolement thérapeutique du patient pendant la phase où il est contagieux. En milieu hospitalier, diverses mesures prophylactiques sont appliquées : port du masque (patient, personnel, visiteurs), aération et exposition de la chambre à la lumière du jour, irradiation par ultraviolet (UV-C) auxquels le bacille est sensible...
Une autre arme est bien sûr la vaccination. Le seul vaccin contre la tuberculose actuellement disponible est le BCG (bacille de Calmette et Guérin). Ce vaccin a été mis au point au début du 20e siècle par deux chercheurs français, Albert Calmette et Camille Guérin, en atténuant le germe tuberculeux bovin (M. bovis).  Après avoir été obligatoire en France de 1950 à 2007, le BCG fait désormais l’objet d’une recommandation pour les seules populations à risque dans notre pays.

Le BCG protège efficacement les  jeunes enfants des formes graves de la maladie. Mais il ne protège pas complètement, et pas suffisamment longtemps : en particulier, il n’est pas assez efficace chez les adolescents et les jeunes adultes. Or 85% des décès attribuables à la tuberculose frappent cette population.
C’est pourquoi de nombreuses équipes de chercheurs travaillent à la mise au point de nouveaux vaccins : 16 d’entre eux sont en cours d’évaluation clinique (phases I à IIb), et bien d’autres à des stades de développement plus précoces.

TBVI : vers un vaccin plus efficace
TuBerculosis Vaccine Initiative (TBVI) est le nom d’une fondation internationale rassemblant une quarantaine de laboratoires académiques et industriels en Europe, dont des laboratoires Inserm. Son objectif : développer des vaccins plus efficaces que le BCG. La mise au point de candidats-vaccins suit différentes pistes : exploration de nouveaux antigènes
antigènes
Molécule capable de déclencher une réponse immunitaire.
et adjuvants, ingénierie génétique du bacille de Koch ou du BCG, optimisation des voies d’administration et utilisation de nouveaux vecteurs.

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L’origine des troubles cardiaques dans la dystrophie myotonique identifiée

COMMUNIQUÉ | 19 AVRIL 2016 - 13H35 | PAR INSERM (SALLE DE PRESSE)

BIOLOGIE CELLULAIRE, DÉVELOPPEMENT ET ÉVOLUTION | GÉNÉTIQUE, GÉNOMIQUE ET BIO-INFORMATIQUE


Une équipe internationale, incluant en France, des chercheurs de l’Inserm, du CNRS et de l’Université de Strasbourg réunis au sein de l’IGBMC[1] lève le voile sur les mécanismes moléculaires à l’origine des troubles cardiaques de la dystrophie myotonique, une maladie génétique touchant un individu sur 8 000. Cette nouvelle étude publiée cette semaine dans Nature Communications pourrait contribuer à la découverte d’un traitement.

Cellules musculaire de patient atteint de dystrophie myotonique (ADN nucleaire en bleu, aggregats d’ARN typique de la dystrophie myotonique en rouge et cytoplasme en vert)

La dystrophie myotonique, aussi connue sous le nom de maladie de Steinert, est la forme adulte la plus commune de dystrophie musculaire. Les patients atteints de cette affection génétique souffrent d’un affaiblissement des muscles squelettiques mais aussi d’arythmie et d’autres troubles cardiaques. Il s’agit d’une maladie particulièrement invalidante pour laquelle il n’existe pour le moment aucun traitement.
La dystrophie myotonique est due à une mutation conduisant à l’expression d’ARN contenant de longues répétitions du tri-nucléotide CUG. Ces ARN mutés s’accumulent et altèrent la régulation de l’épissage alternatif[2] de nombreux gènes. Malgré l’importance des travaux déjà effectués sur cette maladie, de nombreux points restent à élucider. C’est le cas de l’origine des arythmies et autres troubles cardiaques, qui représentent la deuxième cause de décès dans cette maladie.

Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont identifié de nouvelles altérations d’épissage dans les ARN messagers des échantillons de cœur de patients atteints. Parmi ces nombreuses altérations, les biologistes ont établi que celles concernant le canal sodique cardiaque (SCN5A) étaient fondamentales pour comprendre les troubles cardiaques de ces patients.
Les scientifiques ont alors éclairci les mécanismes moléculaires conduisant à l’altération de SCN5A chez ces patients. Une collaboration avec l’équipe de Denis Furling l’Institut de myologie à Paris, a permis de reproduire ces altérations cardiaques dans un modèle de souris.

« La prochaine étape serait de voir si en rétablissant un épissage correct de SCN5A, nous réussissons à retrouver aussi un fonctionnement normal du cœur », explique Nicolas Charlet-Berguerand, directeur de recherche Inserm, qui a coordonné ce travail. Les chercheurs espèrent que cette avancée donnera un nouvel élan à la recherche sur cette maladie rare.

Modèle d’épissage alternatif du canal sodique cardiaque (SCN5A) dans la dystrophie myotonique.
(c) Inserm/IGBMC
Ce travail a été financé par l’association française contre les myopathies (AFM), l’European research council (ERC), le programme européen E-rare (ANR), l’Inserm et le Labex-INRT (ANR)
[1] Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (Inserm/CNRS/Université de Strasbourg)
[2] Chez les eucaryotes, il s’agit d’un processus par lequel l’ARN transcrit à partir d’un gène peut subir différentes étapes de coupure et ligature conduisant à l’élimination de diverses régions. Ce procédé permet la production à partir d’un même gène de protéines ayant des propriétés distinctes.

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Le microbiote intestinal : un nouvel allié pour une croissance optimale

COMMUNIQUÉ | 19 FÉVR. 2016 - 10H53 | PAR INSERM (SALLE DE PRESSE)

PHYSIOPATHOLOGIE, MÉTABOLISME, NUTRITION



Le microbiote intestinal est nécessaire à une croissance post-natale optimale et contribue à la détermination de la taille des individus adultes, notamment en cas de sous-alimentation. L’élément clé de cette relation est le facteur de croissance Insulin-like Growth Factor-1 (IGF-1) dont la production et l’activité sont en partie contrôlées par le microbiote. C’est ce que viennent de démontrer, chez la souris, des chercheurs de l’Institut de génomique fonctionnelle de Lyon (CNRS/ENS Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1), du laboratoire CarMeN (Inserm/Inra/Université Claude Bernard Lyon 1/Insa Lyon)[1], et de l’unité BF2I (Inra/Insa Lyon)[2].

Ces résultats, publiés le 19 février 2016 dans Science en collaboration avec des chercheurs de l’Académie des sciences de la République tchèque, montrent de plus que certaines souches de bactéries intestinales, appartenant à l’espèce Lactobacillus plantarum, peuvent favoriser la croissance post-natale des animaux, ouvrant ainsi une nouvelle piste pour lutter contre les effets délétères de la sous-nutrition chronique infantile.

Chez la souris, le microbiote intestinal est nécessaire à une croissance post-natale optimale et contribue donc à la détermination de la taille des individus adultes. A gauche, une jeune souris élevée avec son microbiote intestinal;  à droite, une jeune souris adulte dépourvue de microbiote intestinal. Notez la différence de taille des individus. La colonisation bactérienne des souris est illustrée par la présence ou l’absence de colonies bactériennes sur un milieu de culture bactérien gélosé. © Vincent Moncorgé.

Au cours de la phase juvénile, la croissance des animaux est influencée par des interactions entre les apports nutritionnels et les signaux hormonaux. Une sous-nutrition aiguë, de quelques jours chez la souris, se traduit par une perte de poids importante, largement documentée et attribuée, entre autres, à une perturbation du microbiote intestinal. Lors d’une sous-nutrition chronique, un retard de croissance se manifeste. Les mécanismes complexes de ce retard mettent en jeu un état de résistance à l’action de l’hormone de croissance, sécrétée par l’hypophyse, une glande endocrine située sous le cerveau, qui stimule normalement la production de facteurs de croissance, comme l’Insulin-like Growth Factor 1 (IGF-1) par de nombreux tissus. Cette résistance des tissus à l’hormone de croissance entraîne une chute de la production d’IGF-1, ce qui conduit à un retard de développement et une taille réduite de l’individu par rapport à son âge. L’influence du microbiote sur ces mécanismes restait jusqu’à ce jour inconnue.
En comparant, dans différentes conditions nutritionnelles, le développement de souris standard, avec un microbiote normal, et des souris dites axéniques, sans microbiote intestinal, les chercheurs ont démontré pour la première fois le rôle des bactéries de la flore intestinale sur le contrôle de la croissance. Que ce soit avec un régime normal ou en situation de sous-nutrition, les chercheurs ont observé que les souris axéniques avaient non seulement pris moins de poids, mais qu’elles étaient aussi plus petites que les souris standard. Chez les souris axéniques, de nombreux paramètres de la croissance osseuse, comme la longueur ou l’épaisseur des os, sont réduits sans que la densité minérale osseuse (la quantité de calcium dans les os) ne soit affectée. De plus, les chercheurs ont montré que les souris axéniques avaient des taux et une activité de l’IGF-1 plus bas que les autres souris. En interférant avec l’activité de l’IGF-1 chez les souris normales ou en injectant de l’IGF-1 à des souris axéniques, les chercheurs ont démontré que le microbiote intestinal favorise la croissance en influençant la production et l’activité de cet important facteur de croissance.
 
De précédentes études[3] ont démontré chez la drosophile la capacité de souches bactériennes de l’espèce Lactobacillus plantarum à favoriser la croissance post-natale en cas de sous-nutrition chronique. Les chercheurs ont alors analysé la croissance de souris dites mono-colonisées, c’est-à-dire ne possédant qu’une seule souche de bactéries en guise de microbiote. Ils ont ainsi montré que les souris mono-colonisées avec une souche particulière de Lactobacillus plantarum (nommée LpWJL), élevées en condition de nutrition standard ou lors d’une sous-nutrition chronique, produisent plus d’IGF-1, prennent plus de poids et grandissent mieux que les souris axéniques ou les souris mono-colonisées avec d’autres souches.

Ces résultats démontrent ainsi que certaines souches de Lactobacillus, dont LpWJL, ont la capacité de favoriser la croissance post-natale chez les mammifères.

La sous-nutrition chronique affecte encore aujourd’hui plus de 150 millions d’enfants de moins de 5 ans dans les pays à faibles revenus. Ces résultats invitent donc  à déterminer si ces souches de Lactobacillus,  qui ont la capacité de favoriser la croissance post-natale animale, pourraient atténuer les effets délétères d’une sous-nutrition chronique sur la croissance infantile et donc favoriser une croissance post-natale saine dans la population générale.
[1] Unité Cardiovasculaire, métabolisme, diabétologie et nutrition (CarMeN)
[2] Unité Biologie fonctionnelle insectes et interactions
[3] Lactobacillus plantarum promotes Drosophila systemic growth by modulating hormonal signals through TOR-dependent nutrient sensing, Gilles Storelli, Arnaud Defaye, Berra Erkosar, Pascal Hols, Julien Royet, François Leulier, Cell Metabolism (2011) 14(3):403-414 et Pathogen Virulence Impedes Mutualist-Mediated Enhancement of Host Juvenile Growth via Inhibition of Protein Digestion. Berra Erkosar, Gilles Storelli, Mélanie Mitchell, Loan Bozonnet, Noémie Bozonnet, François Leulier. Cell Host and Microbe (2015) 18(4):445-55

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