Paris, 2 novembre 2011

Effacer les marques de vieillissement des cellules : c'est possible
L'équipe AVENIR Inserm "Plasticité génomique et vieillissement" dirigée par Jean Marc Lemaitre, chargé de recherche Inserm à l'Institut de génomique fonctionnelle (Inserm/CNRS/Université de Montpellier 1 et 2), vient de parvenir à rajeunir des cellules de donneurs âgés, vieilles de plus de 100 ans. Ces cellules âgées, reprogrammées in vitro en cellules souches pluripotentes (iPSC pour "Induced pluripotent stem cells") ont retrouvé leur jeunesse et les caractéristiques des cellules souches embryonnaires (hESC): elles peuvent se différencier à nouveau en cellules de tous types après une véritable cure de "jouvence". Ces résultats constituent une avancée significative pour la recherche sur les cellules iPSC et une nouvelle étape vers la médecine régénérative.
Les résultats sont publiés dans la revue Genes & Development datée du 1er novembre 2011.
Les cellules souches embryonnaires humaines (hESC) sont des cellules "à tout faire" qui sont indifférenciées. Par leurs divisions, elles assurent la mise en place de toutes les cellules adultes différenciées de l'organisme (neurones, cellules cardiaques, cellules de peau, cellules du foie…cf. figure 1).

Depuis 2007, quelques équipes de recherche dans le monde sont capables de reprogrammer des cellules adultes humaines en cellules souches pluripotentes (iPSC), qui présentent des caractéristiques et un potentiel similaires aux cellules souches embryonnaires humaines (hESC). Cette reprogrammation (cf. figure 1 en rouge), offre la possibilité de reformer tous les types cellulaires de l'organisme en dehors des contraintes éthiques liées à l'utilisation de cellules souches de type embryonnaires.

Jusqu'alors, les résultats de recherches publiés montraient que la sénescence, point ultime du vieillissement cellulaire, restait une limite à l'utilisation de cette technique pour des applications thérapeutiques chez des patients âgés.

Aujourd'hui, Jean Marc Lemaitre, chargé de recherche à l'Inserm et son équipe, viennent de franchir cette limite. Les chercheurs sont parvenus à rajeunir des cellules de donneurs âgés, jusqu'à plus de 100 ans, et ont ainsi démontré la réversibilité du processus du vieillissement cellulaire.

Pour ce faire, ils ont utilisé une stratégie adaptée qui consiste à reprogrammer des cellules, grâce à un "cocktail" spécifique de 6 facteurs génétiques tout en effaçant les marques du vieillissement. Les chercheurs ont montré que les cellules souches iPSC obtenues ont alors la capacité de reformer tous les types cellulaires de l'organisme. Elles possèdent des caractéristiques  physiologiques de cellules "jeunes", tant du point de vue de leur capacité proliférative que de leur métabolisme cellulaire.

Un cocktail de 6 facteurs génétiques…
 
Les chercheurs ont d'abord multiplié des cellules de la peau (fibroblastes) d'un donneur de 74 ans pour atteindre la sénescence caractérisée par l'arrêt de la prolifération des cellules. Ils ont ensuite procédé à la reprogrammation in vitro de ces cellules. Dans cette étude, Jean Marc Lemaitre et son équipe ont d'abord confirmé que cela n'était pas possible avec le lot de 4 facteurs génétiques classiquement utilisé (OCT4, SOX2, C MYC et KLF4) et ont ajouté 2 facteurs supplémentaires (NANOG et LIN28) qui ont permis de franchir cette barrière (cf. figure 2).
Grâce à ce nouveau "cocktail" de 6 facteurs, les cellules sénescentes, reprogrammées en cellules souches pluripotentes iPSC fonctionnelles, réacquièrent les caractéristiques de cellules souches pluripotentes de type embryonnaire.

En détail, elles ont retrouvé leur capacité d'autorenouvellement et leur potentiel de différenciation d'antan, ne conservant aucune trace de leur vieillissement antérieur.

Pour vérifier les caractéristiques "rajeunies" de ces cellules, les chercheurs ont testé le processus inverse. Les cellules iPSC rajeunies ont été à nouveau différenciées en cellules adultes (cf. figure 1) et comparées aux cellules âgées d'origine ainsi qu'à celles obtenues à partir de cellules souches pluripotentes de type embryonnaires (hESC).

"Les marqueurs de l'âge des cellules ont été effacés et les iPSC, que nous avons obtenues peuvent produire des cellules fonctionnelles, de tous  types avec une capacité de prolifération et une longévité accrues", explique Jean Marc Lemaitre qui dirige l'équipe AVENIR de l'Inserm.

...testé sur des cellules âgées de plus de 100 ans

Les résultats obtenus ont conduit l'équipe de recherche à tester le cocktail sur des cellules plus âgées de 92, 94, 96 jusqu'à 101 ans. "Notre stratégie a fonctionné sur les cellules de centenaires. L'âge des cellules n'est définitivement pas une barrière à la reprogrammation", conclut-il. "Ces travaux ouvrent la voie à l'utilisation thérapeutique des iPS à terme, en tant que source idéale de cellules adultes tolérées par le système immunitaire, pour réparer des organes ou des tissus chez des patients âgés", ajoute le chercheur.
Ce travail a fait l'objet d'une demande de brevet auprès d'Inserm Transfert.

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LE  ROBOT  CURIOSITY

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Analyse d'images par traitement de Fourier optique

Montage expérimental dans lequel est visualisé le spectre d'une image au niveau du plan de Fourier. Deux exemples de traitements d'images sont présentés : le floutage et le démultiplexage.

Vidéo issue du projet VideoManip dont l'objectif est la réalisation de courtes séquences filmées, montrant des expériences réelles, qui seraient à la fois trop complexes pour être montées et montrées en amphi, et pas assez riches d'enseignement pour justifier un TP de plusieurs heures. Les sciences de l'ingénieur consistent à utiliser un phénomène physique pour construire un objet répondant à un besoin donné. Cela suppose de la part des scientifiques, des (futurs) ingénieurs et des (futurs) enseignants qui les forme(ro)nt une connaissance assez intime des phénomènes physiques exploitables. Dans le processus d'acquisition de cette connaissance, rien ne remplace la confrontation directe au phénomène étudié au travers de l'expérimentation. La "manip de cours" ou "manip d'amphi" (expérimentation par le professeur pendant le cours magistral) permet de confronter immédiatement les étudiants au phénomène étudié sans avoir à attendre qu'ils aient acquis suffisamment de compétence pour pouvoir manipuler eux-mêmes. Ce genre d'illustration représente un investissement important, tant pour la mise en place de l'expérimentation elle-même que pour celle des dispositifs annexes permettant de la faire visualiser par un grand auditoire.

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Paris, 12 avril 2007

Le robot industriel le plus rapide du marché

Des chercheurs du CNRS et de la fondation espagnole Fatronik ont conçu un robot manipulateur deux fois plus rapide que tous les robots existants. Pour cela, ils ont travaillé à la fois sur la forme du robot et sur son système de commande. Ce résultat n'a pas manqué d'intéresser l'industrie. Le robot, baptisé Adept Quattro, du nom de la société productrice et à cause de ses quatre bras, vient d'arriver sur le marché. Plusieurs centaines de commandes sont déjà passées par les industries de l'agro-alimentaire, de la santé, de la beauté etc.
Le Laboratoire d'informatique, de robotique et de micro-électronique de Montpellier (LIRMM, CNRS/Université Montpellier 2) travaille depuis de nombreuses années à la création de prototypes, dans le domaine des robots parallèles. Ces robots manipulateurs sont constitués de plusieurs « bras », ou chaînes cinématiques reliant leur base à leur partie mobile. Ils sont employés dans diverses industries sur des chaînes où ils manipulent de petits objets.

Depuis six ans, le LIRMM s'est associé avec la Fundación Fatronik, un centre de recherche appliquée du Pays basque espagnol, pour concevoir et commander des robots manipulateurs. Les chercheurs ont imaginé une solution à la fois innovante et compatible avec les contraintes de l'industrie. Innovante de par la forme générale du robot : il comporte quatre bras manipulateurs d'ergonomie différente de celle du bras unique classique, plus proche du bras humain. Les chercheurs ont notamment réalisé des calculs d'optimisation de la dimension de chaque composant pour obtenir une accélération maximale. Leur solution est adaptée aux contraintes de l'industrie grâce au système de commande du robot, qui limite les vibrations et, ainsi, le temps nécessaire au robot pour déposer une pièce à un endroit précis. Résultat : le prototype peut manipuler 240 pièces par minute et atteint des accélérations de 200 mètres par seconde carrée avec des charges de deux kilogrammes, contre 100 mètres par seconde carrée et un kilogramme pour les robots actuels.

Grâce à ces performances, le prototype du LIRMM a convaincu Adept, l'un des leaders mondiaux de la robotique, de produire ce robot à l'échelle industrielle. Depuis six mois, chercheurs et industriels ont travaillé à ce transfert de technologie qui vient d'aboutir à la mise sur le marché du robot. Baptisé Adept Quattro, il est destiné à toutes les applications où l'on souhaite déplacer des objets et les conditionner, particulièrement dans les secteurs de l'agroalimentaire, de la santé et de la beauté, ainsi que de l'électronique. Plusieurs centaines de commandes sont déjà passées, pour un robot dont le coût varie entre 30 000 et 50 000 euros suivant le travail d'intégration à réaliser dans l'installation industrielle.

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