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Médecine

La pollution automobile augmente de 50% les risques de cancer chez les cardiaques, d'après une étude de l'Université de Tel-Aviv

Selon une étude dirigée par le Prof. Yariv Gerber et la doctorante Gali Cohen du Département d'épidémiologie et de médecine préventive de la Faculté de médecine de l'Université de Tel-Aviv, le risque de cancer de la prostate, du sein et du poumon, ainsi que de mortalité en général augmente de 50% chez les patients cardiaques exposés en permanence à la pollution atmosphérique par les moyens de transport. L'étude vient renforcer l'évaluation du Centre international de recherche sur le cancer qui classe la pollution de l'air par les véhicules parmi les facteurs cancérigènes avérés pour l'homme.

La recherche, à laquelle ont également participé les Prof. Ran Kornowski du Centre médical Rabin et David Broday du Technion, sera publiée dans le numéro de septembre 2019 de la revue scientifique Environmental Research.

Elle a été menée grâce au financement de l'Association israélienne de lutte contre le cancer et du Fonds de recherche sur la qualité de l'environnement et l'épidémiologie au nom d'Israël Jacob et Layla Alter.

Dans le cadre de l'étude, les chercheurs ont rassemblé des données sur 10 627 patients, résidant en majorité dans la région du centre d'Israël, et ayant subi une intervention cardiaque au Centre médical Rabin entre les années 2004 et 2014. En croisant ces données avec celles du Registre national du cancer du Ministère de la Santé, ils ont découvert que 741 d'entre eux avaient eu un cancer au cours de la période de suivi postopératoire, et par ailleurs 3 051 sont décédés. Ces informations ont été reliées à des estimations de l'exposition chronique de ces patients aux polluants des transports, obtenues au moyen de deux modèles mathématiques perfectionnés du Technion et de l'Université hébraïque de Jérusalem.

Une population vulnérable 

"Nous avons utilisé deux modèles pour accroître la certitude des résultats", explique Gali Cohen. "Ils sont basés sur des données provenant de dizaines de stations de surveillance des polluants dispersées à travers le pays. Chaque modèle prend également en compte des données supplémentaires, telles que les volumes du transport, la météorologie ainsi que des variables géographiques. Nous les avons utilisés pour estimer aussi précisément que possible le taux d'exposition aux concentrations d'oxyde d'azote (NOx) dans l'air, considéré comme une mesure fiable du niveau de pollution par les véhicules de transport, pour chaque patient, en fonction de son adresse d'habitation. Dans la mesure où la plupart des patients résidaient au centre du pays, les différences d'exposition résultaient essentiellement de facteurs variables à l'intérieur des villes, comme la proximité avec une route passante, par exemple. De plus, nous avons également pris en compte des caractéristiques personnelles et cliniques des participants, comme le tabagisme et le statut socio-économique".

Gali CohenLes résultats ont montré qu'une exposition élevée (plus de 25 parties par milliard) aux oxydes d'azote provenant d'une source de transport est associée à une augmentation significative (jusqu'à 1,56 fois) chez les patients cardiaques, considérés comme une population vulnérable, du risque de développer trois types de cancer: celui de la prostate, celui du sein et celui du poumon. Plus l'exposition est forte, plus le risque est élevé. Aucune corrélation n'a été trouvée pour les autres types de cancers. Notons que, d'après les données de l'Association israélienne de lutte contre le cancer et du Ministère de la Santé, environ 2 500 patients atteints du cancer du poumon sont diagnostiqués chaque année en Israël, environ 5 500 du cancer du sein et près de 2 000 du cancer de la prostate. En parallèle, selon l'Association israélienne de cardiologie, environ 20 000 patients par an souffrent d'infarctus du myocarde (crise cardiaque).

Gali Cohen conclut: "Parmi les patients étudiés, nous avons détecté près de 300 nouveaux cas de cancer du poumon, du sein et de la prostate, et les modèles ont montré une corrélation statistique significative et directe entre une exposition élevée à la pollution de l'air par les véhicules et les risques de maladie. Les résultats ont également montré une relation entre le taux de mortalité des patients et la pollution de l'air par les véhicules, mais avec une intensité moindre. Il est important de souligner qu'il s'agit d'une étude empirique ne permettant pas de tirer des conclusions définitives sur le lien de causalité entre la pollution atmosphérique et les effets étudiés sur la santé, qui peuvent également avoir d'autres explications. Cependant, cette nouvelle étude vient renforcer la décision en 2013 du Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) de classer la pollution atmosphérique par les véhicules comme facteur cancérigène avéré pour l'homme, ainsi que celle du ministère israélien de la Santé qui, en 2014, a ajouté l'exposition à la pollution atmosphérique et aux particules en suspension à la liste des agents cancérigènes connus pour l'homme.

Université de Tel-Aviv: vers un traitement du virus Zika ?

Des chercheurs de l'Université de Tel-Aviv, sous la direction du Dr. Ella Sklan du Département de microbiologie et d'immunologie clinique de la Faculté de Médecine, ont identifié des gènes capables de protéger les cellules contre les infections par le virus Zika, et de régénérer les cellules infectées. La recherche, réalisée en coopération avec le Dr. Nabila Jabrane-Ferrat du CNRS de Toulouse, pourrait dans l'avenir déboucher sur la mise au point d'un traitement du virus et d'autres infections.

MicrobiologieElle a été récemment publiée dans la revue Journal of Virology.

"Le virus Zika a déjà touché plus de 60 millions de personnes dans le monde, principalement en Amérique du Sud", rappelle le Dr. Sklan."Il a des conséquences potentiellement dévastatrices pour les femmes enceintes et leurs futurs bébés, dont beaucoup naissent avec une microcéphalie grave et d’autres anomalies neurologiques ou du développement. Il n’existe actuellement aucun vaccin ni traitement spécifique contre ce virus".

La présente étude est basée sur la technique dite "d'édition du génome" développée dans les années 2000 et connue sous le nom de CRISPR-Cas9, un enzyme capable de couper les molécules d'ADN avec précision et à n'importe quel emplacement. Cette technique naturelle dite des "ciseaux moléculaires" s'appuie sur les propriétés de l'enzyme bactérien Cas9, capable de localiser des gènes à des emplacements spécifiques le long du génome humain et de les modifier. Les chercheurs ont utilisé une version adaptée de ce système, appelée activation CRISPR, réalisée en modifiant génétiquement le Cas9, de manière à permettre l'expression de gènes spécifiques à un emplacement voulu dans l'ADN.

Un gène protecteur

"L'activation CRISPR peut être utilisée pour identifier des gènes protégeant contre l'infection virale", explique le Dr. Sklan. "Nous avons utilisé ce système pour activer tous les gènes du génome de cellules que nous avons cultivées; puis nous avons ensuite infecté ces cellules avec le virus Zika. Nous avons pu remarquer que, bien que la plupart des cellules soient mortes après l'infection, certaines ont survécu, en raison de la surexpression de certains gènes protecteurs. Utilisant ensuite les méthodes de séquençage génétique dites de nouvelle génération, ainsi que l'analyse bioinformatique, nous avons pu identifier un certain nombre de gènes permettant cette survie, en nous focalisant sur l'un d'entre eux en particulier, appelé IFI6, dont le rôle protecteur avait déjà été identifié lors d'un précédent criblage, réalisé par un autre groupe de recherche, vis-à-vis d'autres virus".

EllaSklan"Et en effet, ce gène IFI6 a montré une capacité de protection élevée également contre le virus Zika, à la fois en protégeant les cellules contre l'infection et en prévenant la mort cellulaire", a poursuivi le Dr. Sklan. En collaboration avec le Dr. Nabila Jabrane-Ferrat du CNRS de Toulouse, les gènes identifiés ont ensuite été transférés dans des tissus de placenta humain qui servent de passerelle pour la transmission virale au fœtus, et il s'est avéré qu'ils pouvaient également jouer un rôle protecteur contre le virus dans ces tissus. "Le mode d'action du gène IF16 est pour le moment encore inconnu; lorsque l'on pourra le reproduire, il pourra servir de base à la mise au point d'un nouveau traitement antiviral pour lutter contre le virus Zika et les infections associées".

"Nos résultats permettent de mieux comprendre les caractéristiques clé de la bactérie qui protègent les cellules contre l'infection par le virus Zika, et pourraient également aider à identifier de nouvelles cibles antivirales", conclut le Dr. Sklan. Les chercheurs travaillent actuellement à découvrir le mécanisme par lequel le gène IFI6 inhibe l’infection.

Des chercheuses de l'Université de Tel-Aviv ont découvert comment le cancer de la peau devient mortel

Des chercheurs de l'Université de Tel-Aviv, sous la direction des Prof. Carmit Levy et Tamar Golan du Département de génétique humaine et biochimie de la Faculté de médecine, ont découvert que le facteur qui transforme le mélanome en tumeur maligne envahissante sont les cellules graisseuses de la peau. Selon les chercheurs, cette découverte peut servir de base au développement de médicaments d'un nouveau type destinés à freiner la propagation du cancer de la peau.

CarmitlevyTamargolanL'étude, menée en collaboration avec le Dr. Hanan Vaknin de l'Hôpital Wolfson, et les Dr. Dov Hershkovitz et Valentina Zemer de l'Hôpital Ichilov, a été publiée le 23 juillet dans la revue Science Signaling, qui l'a choisie pour figurer en couverture.

"Le cancer de la peau de type mélanome commence comme une protubérance sur la couche externe de la peau, l'épiderme, et peut être éliminé à ses débuts sans aucun dommage supplémentaire", explique le Prof. Carmit Levy. "Cependant, à un moment donné, il 'mue', s'éveille et commence à envoyer des cellules cancéreuses vers la couche interne de la peau, le derme. De là, les cellules pénètrent dans le sang, migrent vers les organes vitaux et se transforment en métastases mortelles. Nous avons cherché à vérifier comment se déroule cette transformation dangereuse des cellules de mélanome".

Un processus réversible

Dans le cadre de l'étude, les chercheurs ont examiné des centaines de biopsies prélevées sur des patients atteints de mélanome dans les hôpitaux Wolfson et Ichilov en Israël, et ont relevé un phénomène "suspect": la présence de cellules adipeuses dans l'environnement tumoral. "Nous nous sommes demandés ce que ces cellules graisseuses faisaient là, et avons commencé à étudier le phénomène", explique le Prof. Levy. "Nous avons placé des cellules de graisse sur une plaque à côté de celles de mélanome, et avons suivi les interactions entre elles". Les chercheurs se sont ainsi rendu compte que les cellules adipeuses transfèrent aux cellules de mélanome de petites protéines appelées cytokines, qui affectent l'expression des gènes dans les cellules de mélanome.

"Nos expériences ont montré que l'effet principal des cytokines est de réduire l'expression d'un gène appelé miARN211, dont la fonction est d'inhiber l'expression d'une protéine qui sert de récepteur du mélanome pour une protéine appelée TGF bêta, présente dans la peau", explique le Prof. Levy. "En conséquence, la tumeur commence à absorber une forte concentration de TGF bêta, qui stimule les cellules de mélanome et les rend violentes. Cependant, il est important de noter que ce processus s'est avéré réversible en laboratoire: lorsque nous avons éloigné les cellules adipeuses du mélanome, les cellules cancéreuses se sont 'calmées' et ont cessé de migrer". Après les expériences dans des boites de Pétri, les chercheurs ont effectué des tests sur des souris, qui ont donné des résultats similaires: lorsque l'expression du gène miARN 211 a été réprimée, les métastases se sont développées, et au contraire, en présence d'un niveau élevé du gène, la tumeur est restée 'calme' et n'a pas produit de métastase.

SciencesignalingcoverA la recherche d'un médicament potentiel basé sur cette découverte, les chercheurs ont testé des substances connues pour inhiber l'activité des cytokines et de la protéine TGF bêta, qui n'avaient cependant jamais été utilisées pour traiter le mélanome. "Il s'agit d'un certain nombre de molécules actuellement à l'étude comme traitements possibles du cancer du pancréas, et qui font également l'objet d'essais cliniques pour le traitement des cancers de la prostate, du sein, des ovaires et de la vessie", a déclaré le Dr. Golan. "Nos expériences ont eu des résultats encourageants: lorsque les substances inhibantes on été placées dans une boite de Pétri à côté du mélanome, elles ont freiné le processus métastatique et le mélanome est revenu à un état relativement calme et sécurisé".

"Nos résultats peuvent servir de base au développement de médicaments d'un nouveau type destinés à freiner la propagation du mélanome, à partir de substances déjà existantes et connues de la médecine, mais jamais utilisées à cette fin", conclut le Prof. Levy. "Nous rechercherons ensuite des sociétés pharmaceutiques pour développer un nouveau produit de prévention du mélanome basé sur nos recherches".

Université de Tel-Aviv: des plombages antibactériens

Des chercheurs de l'Université de Tel-Aviv, sous la direction du Dr. Lihi Adler-Abramovich de l'École de médecine dentaire et du Centre de nanotechnologie, en collaboration avec le Prof. Ehud Gazit et la doctorante Lee Schnaider du Département de microbiologie moléculaire et biotechnologie, ont développé un matériau révolutionnaire susceptible d'améliorer considérablement la qualité des amalgames dentaires en leur incorporant des nanostructures antibactériennes permettant de réduire et même de prévenir l’inflammation et les caries récurrentes, et d'éviter les traitements de racine et extractions.

LeeSchnaiderLihiAbramovichL'étude, à laquelle ont également participé les Prof. Raphael Pilo, Tamar Brosch et Rachel Sarig de l'Ecole dentaire de l'UTA, a été récemment publiée dans ACS Applied Materials and Interfaces, la principale revue spécialisée dans les domaines de la chimie et du génie des matériaux, et éveille un grand intérêt parmi les spécialistes de médecine dentaire.

"Beaucoup d’entre nous ont connu les plombages dentaires, ce mélange argenté avec lequel les dentistes remplissaient et restauraient les dents après en avoir ôté les parties endommagées", rappelle Li Schnaider. "Aujourd'hui on utilise plus couramment les 'obturations blanches', constituées d'un matériau composite plus esthétique, mais qui présentent également un inconvénient majeur: alors que le plombage contenait entre autre de l'argent, qui est un agent antibactérien, les matériaux employés aujourd'hui n'ont pas cette propriété. Cela signifie que les bactéries qui causent les caries peuvent se réinstaller relativement facilement dans la dent, augmentant la nécessité de traitements répétés, qui peuvent parfois s'aggraver jusqu'au traitement de racine ou à l'extraction dentaire. Nous avons cherché à améliorer ces nouveaux matériaux en y intégrant des nanoparticules présentant des propriétés antibactériennes".

Nanotechnologie, fluor et acidé aminé

À cette fin, les chercheurs ont mis au point des nanostructures composées de blocs de construction relativement simples qui s’articulent par un processus basique d’auto-assemblage. Chacun de ces blocs est composé d'un acide aminé, auquel sont rajoutées une partie qui encourage l'auto-assemblage et une autre contenant du fluor, agent antibactérien présent autre autres dans les dentifrices. Les nanostructures créées sont à la fois souples et résistantes, et les expériences en laboratoire ont montré leur efficacité contre les bactéries, en particulier le Streptococcus mutans, principale cause de la carie dentaire humaine.

Dentsrestaurees"Au cours de l'étape suivante, nous avons utilisé les technologies de l'ingénierie des matériaux pour combiner la matière que nous avions développée avec une résine composite courante, utilisée dans de nombreuses cliniques pour restaurer les dents", explique le Dr. Adler-Abramovich. "Le processus d'intégration a été relativement simple et efficace grâce à la flexibilité des nanostructures, et nous avons finalement obtenu un nouveau matériau composite qui répond aux exigences des dentistes: une substance résistante, blanche et esthétique, qui associe des propriétés mécaniques et optiques de haute qualité à une importante capacité de destruction des bactéries".

"Nos recherches ont intégré de nombreux domaines scientifiques: biotechnologie, nanotechnologie, biophysique, microbiologie et ingénierie des matériaux", conclut Li Schnaider. "Elles présentent également un exemple de la manière dont les propriétés à l'échelle nanométrique peuvent avoir un impact sur l'ingénierie des matériaux de plus grandes dimensions. Le matériau antibactérien que nous avons développé pour la restauration dentaire éveille un grand intérêt à la fois chez les scientifiques et parmi les dentistes. Nous pensons que notre méthode présente également un potentiel important pour d'autres utilisations: par exemple, nous travaillons actuellement sur l'intégration de nanostructures antibactériennes dans des tissus afin de créer des pansements antibactériens destinés aux hôpitaux et aux bandages. Par la suite il est possible que ces nanostructures puissent être également incorporées dans des implants greffés à l'intérieur du corps afin de prévenir les infections dans l'environnement de la greffe".

"La simplicité du bloc de construction antibactérien, ainsi que son faible coût, sa facilité d’intégration dans les matériaux existant et sa biocompatibilité, rendent cette approche facile à mettre en œuvre en vue du développement d’une résine antibactérienne améliorée disponible en clinique", a déclaré pour sa part le Dr. Lihi Adler-Abramovich.

 

Photos:

1. Lee Schnaider (à gauche) et Lihi Abramovich (Crédit: Université de Tel-Aviv).

2. Un modèle de dent reconstruit avec un amalgame d'origine (à gauche) et avec l'amalgame amélioré contenant les structures antibactériennes (à droite). (Crédit: Lee Schnaider)

Université de Tel-Aviv: vers un utérus artificiel ?

Après le cœur, l'utérus. Un groupe de chercheurs sous la direction des Prof. David Elad du Département de génie biomédical de la Faculté d'ingénierie de l'Université de Tel-Aviv, et Ariel Jaffa de l'Ecole de médecine de l'Université est parvenu à développer en laboratoire des tissus organiques d'utérus qui reproduisent la structure et l'activité de l'utérus féminin. Au cours de l'année prochaine, les chercheurs ont l'intention d'imprimer ce modèle d'utérus sur une imprimante en 3D et d'y implanter des cellules embryonnaires. Selon eux, cette étude novatrice permettra d'élargir les connaissances scientifiques sur l'implantation des embryons humains sur la paroi utérine et apporte un espoir pour les femmes qui ne peuvent pas avoir d'enfant pour raison génétique ou suite à une maladie.

David EladLes résultats de la recherche, menée en collaboration avec le Prof. Dan Grisaru, Directeur du Département de gynécologie oncologique de l'hôpital Ichilov, seront prochainement publiés dans les revues scientifiques du monde entier.

"Le but de cette étude est de recréer le commencement de la vie dans des conditions biologiques réelles et pas seulement in vitro", explique le Prof. Elad. " C'est le résultat d'une collaboration étroite de 30 ans entre des médecins gynécologues aux Etats-Unis et en Europe et des ingénieurs en génie bio médical de l'Université de Tel-Aviv. Il est impossible de réaliser des études sur l'utérus humain pendant la grossesse en raison de limitations éthiques et techniques, et les études sur les animaux dans ce domaine ne sont pas représentatives. Disposer d'un utérus artificiel biologique, élaboré à partir de cellules humaines nous aidera à mieux comprendre le début de la vie humaine et à améliorer les chances de grossesse des femmes".

De meilleurs résultats pour la croissance et la survie des embryons

La paroi utérine est constituée de trois couches : la couche interne ou endomètre, (muqueuse expulsée pendant les règles), le myomètre, couche musculaire qui provoque les contractions de l'utérus et le périmètre, gaine séreuse qui entoure l'utérus et sécrète un liquide lubrifiant. Pour les besoins de l'étude, les chercheurs ont prélevé des cellules humaines de l'endomètre et des muscles lisses de l'utérus et les ont cultivées par couches en laboratoire, suivant une méthode révolutionnaire permettant de manipuler leur structure. Ils ont ainsi réussi à fabriquer un modèle recréant la structure de l'utérus féminin par couche, qui représente un utérus réceptif, qui, selon le Prof. Elad: "pourrait théoriquement constituer un terrain fertile pour l'implantation et le développement d'un ovocyte nouvellement fécondé".

En parallèle, les chercheurs ont fabriqué des vaisseaux sanguins capables de fournir de l'oxygène et des nutriments à ce tissu pour maintenir le développement de l'embryon. Lors de la prochaine phase de l'expérience, qui aura lieu au cours de l'an prochain, ils prévoient d’imprimer ce modèle d’utérus sur une imprimante tridimensionnelle et d’y implanter des cellules embryonnaires pour vérifier si elles peuvent réussir à s'y enraciner.

"La fécondation in vitro consiste à mettre ensemble des spermatozoïdes et des ovocytes et à faire croitre le mélange dans un incubateur. Au lieu de cultiver des embryons dans des boites de Pétri, nous les ferons se développer dans un environnement biologique qui ressemble à la structure de l'utérus de la femme, et cela devrait donner de meilleurs résultats pour leur croissance et leur survie", explique le Prof. Elad.

Construire un organe à partir de rien

"A l'origine, l'ingénierie tissulaire utilisait des cellules de base telles que les cellules souches pour tenter de réparer des organes endommagés. Nous avons décidé d'utiliser cette technologie innovante pour construire un organe à partir de rien, et avons vu clairement que notre tissu réagit exactement comme il le fait dans la nature. Nous avons encore beaucoup de travail, mais nous sommes optimistes. Nous avons réussi à imiter avec exactitude la structure anatomique de la paroi de l'utérus, et cela personne ne l’a fait à ce jour".

Les principales bénéficiaires de cette technologie seront les femmes qui n'ont pas d'utérus pour des raisons génétiques ou de maladie. "Malheureusement, nous traitons toujours un grand nombre de femmes qui ne peuvent plus développer de grossesse en raison d'un cancer du col de l'utérus", a déclaré pour sa part le Prof. Grisaru. "Pour ces femmes la chose la plus importante est bien sûr de rester en vie, mais la question de la fertilité les préoccupe tout autant. La gestation pour autrui est une option difficile et coûteuse, et dans certains secteurs de la population il est interdit de la pratiquer pour raison religieuse. Il est donc nécessaire de recourir à une autre méthode pour permettre d'avoir des enfants".

Cependant, le Prof. Elad relève que, si l'étude constitue une percée qui pourra changer le monde de demain, elle n'en est qu'à ses débuts. A quand les bébés qui pourront venir au monde sans grossesse et sans accouchement ? "Lorsque les étudiants qui travaillent actuellement avec nous deviendront eux-mêmes professeurs", répond-il avec un sourire.