Découvertes révolutionnaire sur le cerveau

Des vaisseaux lymphatiques dans le cerveau

Contre toute attente, des vaisseaux lymphatiques ont pour la première fois été décelés dans le cerveau, alors que les scientifiques estimaient jusqu'ici qu'il en était dépourvu. Cette découverte majeure pourrait révolutionner la compréhension et le traitement des maladies neurologiques comme Alzheimer ou la sclérose en plaques.

C’est une découverte tout simplement stupéfiante, appelée à bouleverser de fond en comble les livres d’anatomie. De quoi s’agit-il ? Des chercheurs américains ont découvert l’existence de vaisseaux lymphatiques dans le cerveau, reliant ce dernier au système immunitaire. Or jusqu’ici, le cerveau était supposé… être totalement dépourvu de tels vaisseaux. En d’autres termes, aucun "lien" anatomique direct entre le cerveau et le système immunitaire n’était connu jusqu’à ce jour.

Au-delà de la révolution que ce résultat majeur va provoquer dans nos connaissances anatomiques, c’est également la compréhension de nombreuses maladies affectant tout à la fois le système nerveux central et le système immunitaire qui devrait être considérablement améliorée par cette découverte. C’est par exemple le cas de la sclérose en plaques, cette maladie auto-immune qui affecte le système nerveux central. Ou encore la maladie d’Alzheimer, une affection neurologique dont les liens avec le système immunitaire sont très mal compris.

Pour bien comprendre ce dont il s’agit rappelons au passage ce qu’est le système lymphatique: il s’agit d’un système formé par des vaisseaux et des organes chargés du drainage des substances de rebut, dont des protéines et des lipides, produites lors du métabolisme cellulaire.

Toutefois, le système lymphatique n'est pas présent partout dans le corps humain. Toutes les analyses anatomiques conduites jusqu’ici avaient en effet indiqué que certains organes étaient dépourvus du drainage lymphatique, comme les os et le cerveau. Concernant ce dernier, c’était en tout cas ce qui était supposé jusqu’ici, avant la découverte réalisée par le neurologue Antoine Louveau et ses collègues de l'Ecole de Médecine de l'Université de Virginie (Etats-Unis).

Pour réaliser cette découverte, Louveau et ses collègues ont mené des analyses sur des souris. Lesquelles ont révélé l’existence de vaisseaux lymphatiques dans les méninges, ces membranes recouvrant le cerveau. Et ce, en totale contradiction avec ce qu’affirmaient jusqu’ici tous les traités d’anatomie. Des vaisseaux bien cachés, qui avaient échappé à toutes les dissections anatomiques réalisées dans le passé…

Pourquoi ces structures lymphatiques avaient-elles échappé jusqu'ici au regard des anatomistes? Pour une question méthodologique. Car c’est bien l’adoption d’une nouvelle méthode de dissection qui a permis à Louveau et ses collègues de déceler ces vaisseaux. Si la procédure habituelle prévoyait tout d'abord l'ablation des méninges du cerveau, pour ensuite les "fixer" ("fixer" un tissu consiste à immobiliser les cellules dans l’état dans lequel elles étaient juste avant l’intervention), Louveau et ses collègues ont tout simplement inversé le processus : ils ont d’abord fixé les méninges alors qu’elles étaient toujours présentes dans le cerveau, et ce n’est que dans un second temps qu’ils les ont extraites avant de les analyser en microscopie. Une méthode présentant l’avantage de conserver beaucoup plus efficacement les méninges dans leur état d’origine.

Grâce à ce changement méthodologique, Louveau et ses collègues ont ainsi pu déceler la présence de cellules immunitaires et de vaisseaux lymphatiques au sein des méninges…

En plus de révolutionner nos connaissances sur le cerveau, cette découverte est susceptible de renouveler le débat sur l'approche médicale des maladies neurologiques. En effet, on sait que des pathologies comme la maladie d’Alzheimer impliquent l'accumulation massive de protéines dans le cerveau (les protéines bêta-amyloïdes). Or, il est tout à fait possible de faire l’hypothèse que l’accumulation de ces protéines proviendrait d’une mauvaise évacuation de ces dernières par les vaisseaux lymphatiques…

 

Toutes ces avancées technologiques aident les personnes handicapées

Une prothèse "sensible" pour changer le quotidien des amputés

C'est une première mondiale: un Autrichien privé d'une jambe porte une prothèse recréant la sensibilité du membre qu'il a perdu, et offrant un espoir contre les douleurs fantômes dont souffrent beaucoup d'amputés.

"J'ai l'impression d'avoir de nouveau un pied", un enseignant de 54 ans, amputé sous le genou en 2007 suite aux complications d'un AVC.

"Je ne glisse plus sur la glace, je ressens la différence quand je marche sur du gravier, le béton, l'herbe ou le sable. Je sens même les petits cailloux", témoigne le premier patient opéré par le professeur Hubert Egger, de l'université de Linz (nord).

Six mois après l'implantation, Wolfgang Rangger court, fait du vélo et même de l'escalade. Quand il se déplace, son boitement est à peine perceptible.

Ce résultat spectaculaire est le fruit d'une technique associant le déplacement de faisceaux de nerfs et la mise en oeuvre de capteurs sur une prothèse connectée d'un nouveau type.

Dans le cas du patient de Linz, les médecins ont repris, au centre du moignon, des terminaisons nerveuses conduisant initialement au pied amputé. Ils les ont ensuite déviées à la surface de la cuisse, à l'endroit où celle-ci est en contact avec le haut de la prothèse.

- Un signal envoyé au cerveau -

La jambe artificielle comporte de son côté des capteurs sous la plante du pied, reliés à d'autres cellules, appelées stimulateurs, qui sont au contact du moignon. C'est l'information transférée entre les capteurs et les stimulateurs qui permet de simuler, et finalement reproduire, la sensation du membre perdu.

A chaque pas, à chaque pression sur le sol, le pied artificiel de Wolfgang Rangger adresse désormais un signal précis à son cerveau.

"Sur un pied en bonne santé, ce sont des récepteurs sur la peau qui remplissent cette fonction. Chez un amputé, ils manquent, bien sûr. Mais les transmetteurs d'information que sont les nerfs continuent d'exister. Il suffit de les stimuler", résume le professeur Egger.

Le médecin autrichien avait déjà innové en 2010 en présentant une prothèse de bras contrôlée par la pensée, grâce à la mise en place d'une connexion entre les nerfs moteurs et la prothèse.

Cette fois, le principe est le même, mais le parcours est inverse : l'information part de la prothèse pour aboutir au cerveau.

- La fin des douleurs fantômes -

Outre un pas beaucoup mieux assuré, la prothèse de jambe testée à Linz offre à son porteur un second avantage, au moins aussi important à ses yeux: elle a mis fin, en quelques jours à peine, aux insoutenables douleurs fantômes qu'il avait dû supporter pendant des années après avoir perdu sa jambe.

"Avec ma prothèse conventionnelle", se souvient Wolfgang Rangger, "j'arrivais à peine à marcher. Je ne dormais pas plus de deux heures par nuit, et j'avais besoin de morphine pour tenir le coup dans la journée."

Cette sensation de souffrance au membre que l'on n'a plus, fréquemment observée, découle d'une hyper-sensibilité se développant progressivement dans le cerveau, qui est en quelque sorte à la recherche du membre amputé, explique le professeur Egger.

La douleur fantôme, poursuit-il, est aggravée par le souvenir traumatique de l'accident ou de la maladie qui a conduit à l'amputation.

La prothèse "sensible" y remédie en adressant à nouveau des informations au cerveau, mettant fin à sa recherche perpétuellement infructueuse.

Le coût de l'équipement prototype est évalué entre 10.000 et 30.000 euros. Son industrialisation serait déjà possible, mais l'équipe de Linz veut d'abord se donner plus de recul sur les résultats obtenus avec le premier patient.

Un américain tétraplégique peut désormais bouger son bras

 

 

 

 

C'est une véritable avancée technologique pour le handicap. Le Wall Street Journal nous rapporte l'histoire d'Erik Sorto, un américain tétraplégique de 34 ans désormais aux commandes d'un bras robotisé qu'il commande par la pensée. Un exploit conçu par les chercheurs de l'Institut de Technologie de Californie (Caltech).

Erik Sorto peut désormais siroter une boisson en toute tranquillité grâce à son nouveau bras.

Plus besoin d'un tiers pour se désaltérer. "J'ai attendu ça 13 ans, de boire une bière seul." Une joie sans modération pour cet américain qui peut désormais attraper une bouteille et la porter à sa bouche. Paralysé après un accident qui a touché sa colonne vertébrale, l'homme a expérimenté une nouvelle neuro-prothèse. Mais surtout, les chercheurs se sont intéressés à une partie du cerveau qu'ils n'avaient pas envisagé auparavant.

Le cortex pariétal postérieur (CPP). Derrière ce nom complexe se trouve la région du cerveau qui prévoit nos mouvements. L'équipe de recherche a donc implanté deux puces en silicone dans cette région du cerveau située à l'arrière du crâne. "Le CPP arrive plus tôt dans le cheminement, les signaux y sont donc plus liés à la planification de mouvement - ce que vous avez réellement l'intention de faire - plutôt qu'aux détails de l'exécution du mouvement" a expliqué le docteur Richard Andersen.

Les électrodes sortant du crâne sont ensuite reliées à un ordinateur. Erik n'a plus qu'à penser l'action, à envoyer l'ordre pour que le bras s'exécute.

Et les résultats sont bien plus probants qu'avant : les précédents travaux utilisaient directement la région motrice du cerveau. On obtenait des mouvements saccadés et moins précis. Avec ce nouveau test, les gestes sont plus intuitifs.

Se placer en préambule du mouvement, c'est la clé selon Richard Andersen pour obtenir un geste naturel: "Lorsque vous déplacez votre bras, vous ne pensez pas vraiment à quels muscles activer et les détails du mouvement comme lever le bras, tendre le bras, saisir la tasse, fermer la main autour de la tasse, et ainsi de suite. Au lieu de cela, vous pensez à l'objectif du mouvement, par exemple 'je veux prendre ce verre d'eau"

Des résultats visibles plus rapidement qu'ils ne pouvaient l'imaginer "C'était une vraie surprise de voir qu'il était capable de contrôler son bras dès le premier jour." a raconté le Dr. Andersen. Même enthousiasme du côté d'Erik Sorto: "J'ai été surpris de voir à quel point c'était facile [...] j'avais juste envie de faire le tour et de taper dans la main de tout le monde". Des efforts payants qui vont se poursuivre puisque l'Américain en situation de handicap va continuer de collaborer avec l'équipe de recherche californienne pour améliorer la vie des personnes tétraplégiques.

 

L'homme chauve, sourit

Greffe du cuir chevelu en même temps qu'une greffe d'organes

ETATS-UNIS - Contraint de subir une greffe multiple, un patient américain a dû attendre plusieurs années pour que l'exploit soit possible.

John Boysen, 55 ans, a dû patienter plusieurs années pour disposer en même temps de tous les organes nécessaires.

L'opération a duré 15 heures. Des chirurgiens américains ont réussi l'exploit d'effectuer une greffe de crâne et cuir chevelu en même temps qu'une greffe d'un rein et d'un pancréas. Une première qui a eu lieu le 22 mai dernier et qui a été annoncée ce vendredi 5 juin.

Diabétique depuis l'enfance, John Boysen, 55 ans, avait été diagnostiqué en 2006 d'une forme rare de cancer touchant son cuir chevelu. Traité avec succès à l'époque, il avait en revanche gardé des blessures importantes et devait depuis prendre des médicaments.

Plusieurs années d'attente

Problème, ce traitement rendait impossible une greffe du rein et du pancréas, la seconde pour ce patient déjà opéré en 1992. Une situation qui a contraint les médecins à tenter une greffe multiple. Il aura fallu pour cela s'armer d'une bonne dose de patience, puisque le patient a attendu plusieurs années pour disposer en même temps de tous les organes nécessaires.

Un véritable exploit, réalisé par le Dr Michael Klebuc, qui ne cache pas que l'intervention n'était pas des plus simples : "Imaginez que nous avons dû recoudre des vaisseaux sanguins qui mesurent 0,15 mm de diamètre, ce que nous avons fait sous microscope, avec des points de suture mesurant la moitié du diamètre d'un cheveu, grâce au genre d'instrument qui permet de réparer des montres suisses", a expliqué le chirurgien en chef de l'équipe de l'Hôpital méthodiste de Houston.

 

 

 

 

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Stocker des quantités astronomiques de données

Des données stockées sur une molécule synthétique: une première mondiale !

Des chercheurs français du CNRS ont réussi à écrire une courte phrase sur un polymère 

Comment parvenir à stocker les quantités astronomiques de données numériques produites, toujours en plus grand nombre, par notre société ? Le tout en utilisant physiquement moins d’espace, de matière, mais aussi d’énergie, transition écologique oblige... Des chercheurs du monde entier planchent sur cette question cruciale. Leur source d’inspiration est - comme souvent - ce que la nature a fait de mieux dans le domaine, à savoir l’acide désoxyribonucléique, plus connu sous le nom d’ADN. Une macromolécule biologique composée de deux brins appelés polymères. En clair, de deux longues chaînes de petites molécules différentes accrochées les unes aux autres dans un ordre précis et qui permettent d’encoder ainsi toute l'information génétique nécessaire au développement et au fonctionnement d’un être vivant. Rien de moins !

Et la science de chercher à reproduire cet ADN de manière à pouvoir y inscrire les informations de son choix. C’est ainsi qu’en janvier 2013, Le Point.fr vous annonçait que des chercheurs étaient parvenus à encoder sur ADN l’équivalent d'environ 5 millions de bits de données. Seulement voilà, certains chercheurs pensent que l’ADN n’est pas forcément le polymère de toutes les situations et travaillent au moyen de stocker des informations sur d’autres polymères, synthétiques cette fois.

Parmi eux, une équipe de l’institut Charles-Sadron de Strasbourg (CNRS) et de l’institut de chimie radicalaire de l’université d’Aix-Marseille, dirigée par Jean-François Lutz, vient de parvenir à inscrire un court message, en code binaire (celui sur lequel est fondée toute l’informatique), sur un polymère entièrement synthétique. Un encodage de seulement quelques bits, mais qui constitue une première mondiale !

"Nous avons fait ça avec des polyamides, mais nous aurions très bien pu le faire avec des polyesters", explique Jean-François Lutz, spécialiste des macromolécules à l'institut Charles-Sadron. "L’apport principal de nos travaux réside dans la méthode que nous avons mise au point et qui permet d’agencer les monomères de manière précise pour créer un message", affirme-t-il. Car, lorsque des scientifiques fabriquent des polymères de toutes pièces, dans leur laboratoire, les monomères qui le composent ont la fâcheuse tendance à s’organiser de manière totalement aléatoire. Comme si vous cherchiez à monter un collier sans pouvoir déterminer l’ordre des perles. Des conditions dans lesquelles il est impossible de rechercher la moindre esthétique et, dans le cas de nos polymères, d’y glisser la moindre information.

Dans leur polymère, les chercheurs français ont réussi à encoder l’équivalent d’une phrase composée de quelques mots. Un message lisible de la même manière que ceux inscrits sur ADN, par séquençage, mais qui est aussi instantanément effaçable. "Car, si notre polymère est stable à température ambiante, il suffit de l’amener au-dessus de 60 degrés Celsius et, comme dans mission impossible, ce message s’autodétruira !" indique Jean-François Lutz. "Nous l’avons aussi conçu sur la base de trois monomères, l’un codant pour le 1, l’autre pour le 0 et le troisième constituant une sorte de maillon faible, de manière à avoir des liaisons qui se casseront facilement lors du séquençage (une technique de lecture qui, comme son nom l'indique, repose sur le découpage des molécules en séquences, NDLR) et rendront ainsi le message plus facile à lire", ajoute-t-il.

C’est là tout l’intérêt d’apprendre à écrire sur des polymères synthétiques, même si cette technique est pour l’instant moins avancée. Car, comme l’ADN a été optimisé par l’évolution pour une tâche bien précise, à savoir conserver l’information génétique des êtres vivants, les chimistes pourraient alors sélectionner le polymère à utiliser en fonction des caractéristiques utiles à telle ou telle application. Ultrarésistant pour surpasser le temps de conservation possible sur ADN ou, comme celui-ci, facile à détruire, pour transmettre des informations hautement confidentielles.

Consulter l'article scientifique paru cette semaine dans la revue spécialisée Nature communications