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24 janvier 2022

Dans Brief.science cette semaine, on vous explique le fonctionnement d’une xénogreffe, on vous étonne avec le premier animal hybride et on vous raconte comment la glace conserve des traces de l’atmosphère du passé.

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Doses de science
SCLÉROSE EN PLAQUES

Une étude épidémiologique américaine parue dans la revue Science le 13 janvier apporte des preuves que le virus d’Epstein-Barr (EBV) est le déclencheur de la sclérose en plaques (SEP), une maladie neurodégénérative qui affecte environ 100 000 personnes en France. Ce virus depuis longtemps soupçonné d’être responsable de la SEP était déjà connu pour être à l’origine de plusieurs maladies, dont la mononucléose. Selon les chercheurs, le risque de SEP est multiplié par 32 après une infection par EBV. La société américaine Moderna a annoncé le 5 janvier avoir débuté l’essai clinique d’un vaccin contre ce virus.

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ENVIRONNEMENT

L’extinction d’espèces capables de disperser des graines est néfaste pour les plantes, qui perdent en capacité à migrer vers d’autres lieux, selon des résultats publiés le 20 janvier dans la revue Science. La moitié des espèces végétales dépendent en effet des animaux pour disperser leurs graines, les autres pouvant se reposer sur d’autres facteurs comme le vent. Les auteurs estiment que l’extinction de certains mammifères et oiseaux a déjà réduit de 60 % la capacité des plantes à migrer et donc à s’adapter au changement climatique.

Image lienLire un article du Blob extra-média sur cette étude.
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ANÉMIE SPATIALE

Une étude parue dans Nature Medicine le 14 janvier montre qu’au cours de six mois passés à bord de la Station spatiale internationale, le corps des astronautes détruit environ 54 % de globules rouges supplémentaires par rapport à ce qu’il ferait normalement. Un an après leur retour, le taux de dégradation était toujours 30 % plus élevé qu’avant leur départ. Ce mécanisme est supposé être à l’origine de l’anémie spatiale (appauvrissement du sang), remarquée dès les premières missions dans l’espace. Sa compréhension est un enjeu important pour la préparation des voyages spatiaux de longue durée.

Image lienVoir une vidéo de l’Obs sur les difficultés d’aller sur Mars liées à la santé.
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COVID-19

En moins d’un an, 200 000 articles scientifiques ont été publiés sur le Covid-19. Le blog Retraction Watch, tenu par des scientifiques, répertorie le retrait de 207 articles de janvier 2020 à janvier 2021, pouvant être liés à des erreurs de données, de méthodologie, à un plagiat ou même à des canulars.

Image lienLire une interview d’un journaliste scientifique sur la rétractation des articles scientifiques liés au Covid-19.

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À la loupe
Des êtres humains greffés avec des organes d’animaux

La xénotransplantation, ou xénogreffe, est la transplantation de cellules, de tissus ou d’organes d’origine animale chez l’humain. En théorie, elle permettrait de pallier la pénurie d’organes. Cette prouesse médicale nécessite la modification génétique des animaux utilisés, soulevant des questions éthiques.

Pourquoi on en parle
 

L’école de médecine de l’université du Maryland, aux États-Unis, a annoncé le 10 janvier la première transplantation mondiale d’un cœur issu d’un porc génétiquement modifié sur un patient, sans rejet immédiat. Trois jours après l’intervention, le cœur continuait à être fonctionnel, passant la phase où le rejet a le plus de chance d’avoir lieu. Néanmoins, l’opération est expérimentale et un rejet du greffon n’est pas exclu à plus long terme. Le patient, un homme de 57 ans atteint d’une insuffisance cardiaque au stade terminal et d’une arythmie (rythme cardiaque irrégulier), était inéligible à recevoir une greffe humaine ou une pompe cardiaque artificielle. L’Agence américaine des produits alimentaires et médicamenteux a autorisé la greffe à titre compassionnel. En octobre dernier, une patiente en état de mort cérébrale a reçu un rein de porc. Le rein, rattaché aux vaisseaux sanguins et maintenu à l’extérieur du corps, avait fonctionné trois jours.

En schéma
 
Schéma à la loupe
L’explication
 
Le cochon, un allié de choix

Bien que le chimpanzé ou le babouin partagent une plus grande proximité génétique avec l’être humain, le cochon est un meilleur choix pour plusieurs raisons. Premièrement, la taille de ses organes est assez semblable à la nôtre. En comparaison, le cœur artificiel mis au point par l’entreprise française Carmat n’est pas adapté à la morphologie de tous les patients en raison de sa grande taille. Ensuite, les cochons sont plus faciles à élever que les primates, ont une croissance plus rapide et ont des portées plus nombreuses et régulières. Enfin, le porc présente moins de risques d’infections zoonotiques, des maladies transmises aux humains par les animaux, selon Santé Canada, un organisme public. Les porcs génétiquement modifiés destinés aux xénogreffes sont élevés dans des fermes spécifiques aux États-Unis et en Chine.

Des incompatibilités interespèces

Les premières xénogreffes ont été réalisées dans les années 1980, avant d’être abandonnées après la mort d’un bébé qui avait reçu une greffe de cœur de babouin. L’enfant est mort dans le mois suivant l’intervention à cause du rejet du cœur par le système immunitaire. Ce dernier cherche à détruire le greffon, qu’il détecte comme étant étranger à l’organisme. Les greffons humains sont aussi attaqués par le système immunitaire, mais les médicaments dits « immunosuppresseurs » suffisent à son inhibition, ce qui n’est pas le cas pour les greffons d’origine animale. Chez le porc, un sucre (alpha-gal) qui est sécrété dans les organes de nombreux mammifères, mais absent chez l’humain, est en grande partie responsable du rejet. Un autre risque concerne la transmission de rétrovirus (une famille de virus) porcins (PERV) dont le matériel génétique peut s’intégrer à l’ADN humain.

Le recours aux porcs génétiquement modifiés

Pour rendre la xénogreffe possible, une modification génétique de l’animal donneur est nécessaire. Le cœur de cochon utilisé par l’Université du Maryland est issu d’une lignée de cochons génétiquement modifiés (nommée GalSafe). Chez ces porcs, trois gènes porcins responsables du rejet rapide des organes de porc par les humains ont été supprimés, six gènes humains ont été insérés et un autre gène a été éliminé pour éviter que le cœur ne grossisse trop. De ce fait, les cochons GalSafe ne sécrètent plus l’alpha-gal dans leurs tissus, ne libèrent plus les rétrovirus porcins (PERV) dans leur organisme et ont un cœur anatomiquement plus proche de l’humain. Ces modifications de l’ADN porcin ont été obtenues grâce à la technologie CRISPR-Cas9, une protéine couplée à un brin d’ARN agissant comme des « ciseaux moléculaires » capables de couper l’ADN en un point précis pour supprimer, inactiver ou ajouter un gène. Les médecins ont utilisé un nouveau médicament anti-rejet, en plus des médicaments immunosuppresseurs.

La xénotransplantation : un dilemme éthique

Cette technologie est une solution potentielle face à la pénurie d’organes humains, mais elle soulève deux questions éthiques majeures. Un patient qui s’identifie à l’ensemble des organes de son corps « aura le sentiment que le greffon l’amène au niveau d’une chimère homme-animal dans laquelle son humanité se dilue dangereusement », a estimé le Comité consultatif national d’éthique dans un avis sur l’éthique et la xénotransplantation publié en 1999. L’association de protection animale Peta a dénoncé le 20 octobre dernier la xénotransplantation dans un communiqué, affirmant que « les porcs ne sont pas des pièces de rechange et ne devraient jamais être utilisés comme tels car les humains sont trop égocentriques pour donner leur corps à des patients en attente d’une greffe d’organe ».

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Pour aller plus loin

Image lien Une courte vidéo de l’Inserm qui explique comment le système CRISPR-Cas9 modifie l’ADN.
Image lien Un article de The Conversation sur les considérations éthiques relatives à la xénotransplantation.
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C’est étonnant
Le plus vieil animal hybride produit par des humains
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Tombe d’équidés d’Umm-El-Marra (Syrie). Crédit photo : Glenn Schwartz / John Hopkins University.

Il y a 4 500 ans en Mésopotamie, des équidés de grande valeur étaient attelés à des chars d’apparat ou militaires et constituaient des cadeaux royaux. Leur nature était jusqu’ici inconnue, le cheval domestique ayant été introduit il y a 4 000 ans environ dans la région. Une équipe de l’Institut Jacques Monod, spécialisée en paléogénomique, une discipline ayant pour but la reconstitution des génomes anciens, a montré dans une étude parue le 14 janvier dans la revue Science Advances, que ces animaux étaient issus du croisement d’ânesses domestiques et d’ânes sauvages. Cette découverte en fait le plus vieil exemple d’animal hybride. Le génome analysé est celui d’équidés retrouvés dans la tombe du complexe funéraire princier d’Umm el-Marra (nord de la Syrie actuelle). Plutôt que de domestiquer les chevaux sauvages, les Sumériens ont ainsi produit des hybrides plus forts et plus rapides que les ânes domestiques et plus contrôlables que les ânes sauvages.

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Sur nos radars
CLIMAT

La géo-ingénierie de l’environnement est une discipline qui regroupe des techniques visant à modifier le climat de la Terre de manière artificielle. Pourrait-on s’en servir pour agir face au changement climatique ? Un épisode de l’émission « 42, la réponse à tout » d’Arte explique comment la géo-ingénierie pourrait – en dernier recours – être mise à profit pour refroidir la Terre.

FOUDRE

Des dizaines d’éclairs se produisent chaque seconde dans le monde. La Nasa a établi une carte mondiale des impacts de foudre sur 25 ans. Elle reprend les données d’un capteur installé sur la Station spatiale internationale et couvre l’ensemble du globe. Cette carte fait apparaître les zones les plus foudroyées du monde : le Venezuela en Amérique du Sud, le Rwanda et la République démocratique du Congo en Afrique.

PLASTIQUE

La production du plastique est passée d’un million de tonnes en 1950 à 350 millions de tonnes en 2021. Un sac plastique a été retrouvé dans la fosse océanique la plus profonde du monde, à 11 000 mètres de la surface. À l’aide de schémas et d’illustrations, la géographe française Magali Reghezza raconte dans un fil Twitter l’histoire du plastique, de sa création à son utilisation massive, jusqu’à sa dispersion dans l’environnement.

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En vidéo
Le stockage de données sur de l’ADN
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Mercredi dernier, nous étions en direct avec Pierre Crozet, spécialiste du stockage de données sur l’ADN. Cette forme de stockage durable est une solution alternative aux serveurs actuels qui consomment énormément d’énergie, prennent de la place et ont une faible durée de vie. Vous avez été nombreux à nous poser des questions dans le tchat, merci à vous !

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C’était il y a… 57 ans
Un glaçon pour remonter le temps

En 1965, non loin de la base scientifique Dumont d’Urville, en Antarctique, le glaciologue français Claude Lorius effectue des prélèvements de glace avec ses collègues. Un soir, alors qu’ils prennent l’apéritif, ils glissent dans leur verre de whisky des morceaux prélevés à une centaine de mètres de profondeur. Ces glaçons improvisés [€], formés par compression de couches de neige successives, ont sûrement des milliers d’années. En fondant, ils libèrent des petites bulles d’air piégées qui remontent et éclatent à la surface. Claude Lorius a alors la brusque intuition que la glace pourrait contenir l’atmosphère du passé et servir d’archive. Cette intuition s’est révélée juste. L’analyse de la composition de cet air emprisonné a permis de reconstituer le climat du passé jusqu’à 1,5 million d’années et d’identifier leur taux de gaz à effet de serre.

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Stockage de carottes de glace équivalentes à 150 000 ans d’archives, provenant de la base antarctique russe Vostok (1984). Crédit photo : Michel Creseveur / Fonds Lorius / CNRS Photothèque.
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C’est ici que votre pause scientifique de la semaine s’achève. On vous souhaite une bonne semaine à briser la glace.


Cette édition a été confectionnée par Morgane Guillet, Imène Hamchiche et Laurent Mauriac.

Notre dossier sur la xénotransplantation a bénéficié de la relecture d’un médecin spécialisé en greffe d’organes et de tissus.

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