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Le cancer peut-il se développer pour toujours s'il dispose de ressources illimitées ?

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Si d'une manière ou d'une autre un humain pouvait donner à une tumeur des ressources illimitées, le cancer se développerait-il pour toujours ? Il semble que ce serait le cas jusqu'à ce qu'il devienne si gros qu'il affecte physiquement les organes vitaux. Est-ce que ce qui arriverait probablement?


Oui. Les toutes premières cellules utilisées pour étudier le cancer existent toujours (HeLa Immortal Cells - Nommées pour le sujet Henrietta Lacks) et sont fondamentalement immortelles tant qu'elles sont nourries.

Quant aux tumeurs, qu'elles soient cancéreuses ou non, elles peuvent très certainement continuer à se développer jusqu'à ce qu'elles deviennent un problème médical grave (AVERTISSEMENT : GRAPHIQUE - 3 plus grandes tumeurs enregistrées). L'une des plus grandes tumeurs enregistrées pesait 300 lb (~ 140 kg) dans l'abdomen d'une femme qui a germé d'un ovaire. Ils ont dû l'opérer alors qu'elle était allongée sur le côté, sinon cela lui aurait écrasé l'abdomen et l'aurait tuée.

Toutes les formes de cancer ne sont pas immortelles ou ne produisent pas de grosses tumeurs (la tumeur de 300 livres était bénigne), mais c'est certainement dans le domaine de la plausibilité.


Pourquoi le cancer et l'inflammation?

Au cœur du développement du cancer se trouvent les changements génétiques qui confèrent à ces cellules cancéreuses de nombreuses caractéristiques du cancer, telles que la croissance autosuffisante et la résistance aux signaux anti-croissance et pro-mort. Cependant, alors que les changements génétiques qui se produisent dans les cellules cancéreuses elles-mêmes, tels que les oncogènes activés ou les suppresseurs de tumeurs dysfonctionnels, sont responsables de nombreux aspects du développement du cancer, ils ne sont pas suffisants. La promotion et la progression tumorale dépendent de processus auxiliaires fournis par les cellules de l'environnement tumoral mais qui ne sont pas nécessairement elles-mêmes cancéreuses. L'inflammation a longtemps été associée au développement du cancer. Cette revue discutera de la relation réflexive entre le cancer et l'inflammation en mettant particulièrement l'accent sur la façon dont la prise en compte du rôle de l'inflammation dans les processus physiologiques tels que le maintien de l'homéostasie et de la réparation des tissus peut fournir un cadre logique pour comprendre le lien entre la réponse inflammatoire et le cancer.


10 exemples réels de croissance exponentielle

Avez-vous remarqué des moisissures de couleur verte sur votre pain qui gâchent votre petit-déjeuner en quelques heures ? Lorsque vous laissez le pain de côté pendant une longue période, il se produit une décoloration du pain, connue sous le nom de moisissure du pain. Ce moule à pain est un micro-organisme qui se développe lorsque le pain est conservé à température ambiante normale. La moisissure du pain se développe à un rythme étonnamment alarmant. Cette croissance à un rythme rapide est définie comme une « croissance exponentielle ».

La croissance exponentielle est l'augmentation du nombre ou de la taille à un rythme sans cesse croissant. En croissance exponentielle, le taux de croissance de la population par habitant (par individu) reste le même quelle que soit la taille de la population, ce qui la fait croître de plus en plus vite jusqu'à ce qu'elle devienne importante et que les ressources soient limitées.

Voyons les exemples quotidiens de “taux de croissance exponentiel.”

1. Micro-organismes en culture

Lors d'un test de pathologie à l'hôpital, un pathologiste suit le concept de croissance exponentielle pour faire croître le micro-organisme extrait de l'échantillon. Les microbes se développent à un rythme rapide lorsqu'ils disposent de ressources illimitées et d'un environnement approprié. Cela rend l'étude de l'organisme en question relativement facile et, par conséquent, la maladie/le trouble est plus facile à détecter.

2. Détérioration de la nourriture

Lorsque nous conservons des aliments cuits ou non cuits à température ambiante ou chaude, ils commencent à se gâter après un certain temps. Presque tout le monde a rencontré la décoloration verte qui gâche la nourriture et se propage assez rapidement. Les micro-organismes ont besoin d'une température élevée pour se développer et se diviser à un rythme exponentiel.

3. Population humaine

La population humaine augmente de façon exponentielle. En février 2019, la population totale du monde dépassait 7,71 milliards, et les chiffres s'amplifient de jour en jour. Cependant, dans certaines régions, la croissance est lente ou la population est sur le point de décliner. La Chine est le pays le plus peuplé et l'Inde se classe deuxième. On estime cependant que l'Inde sera le leader mondial d'ici 2030.

4. Intérêt composé

L'intérêt composé est l'addition d'intérêts au montant principal d'un prêt ou d'un dépôt, ou en termes plus simples, des intérêts sur les intérêts. Les intérêts composés à taux d'intérêt constant assurent une croissance exponentielle du capital.

5. Pandémies

Les pandémies sont l'apparition d'une maladie dans une zone particulière. Par exemple, lors de la pandémie de grippe de 1918, le taux de patients souffrant de grippe a augmenté et, par conséquent, il a été considéré comme une croissance exponentielle de la maladie.

6. Épidémie d'Ebola

L'une des épidémies les plus menaçantes qui se soit jamais produite dans le monde a été l'épidémie d'Ebola. Elle s'est propagée à un rythme si alarmant que les scientifiques l'ont déclarée comme une croissance exponentielle. avancer dans un exponentiel mode », a déclaré le Dr David Nabarro, qui dirigeait l'effort des Nations Unies contre Ebola.

7. Espèces envahissantes

La plupart d'entre nous ont peut-être entendu parler de la pire herbe envahissante au monde, la jacinthe d'eau. Ils sont généralement cultivés à des fins décoratives. En raison de leur croissance exponentielle, ils finissent souvent par obstruer les rivières et bloquer la lumière du soleil et l'oxygène pour les organismes dans l'eau. Une espèce envahissante est une espèce qui n'est pas originaire d'un endroit spécifique et qui a tendance à se propager à un degré supposé causer des dommages à l'environnement, à l'économie humaine ou à la santé humaine.

8. Feu

La plupart d'entre nous ont vu des forêts se transformer en cendres en quelques heures. Il a été constaté que la surface endommagée par un incendie a une relation exponentielle avec la durée du brûlage.

9. Cellules cancéreuses

Le cancer est l'une des maladies les plus redoutables au monde. Des millions de personnes sont déjà mortes du cancer, et bien d'autres en souffrent, et le pire est que les cellules cancéreuses se divisent de façon exponentielle, si elles ne sont pas traitées.

10. Adoption et vente des smartphones

Dans le scénario d'aujourd'hui, même un enfant de 7 ans est vu tenant un smartphone. La vente de smartphones est si rapide qu'elle a été considérée comme une vente exponentielle.


Les gènes du cancer de la prostate se comportent comme ceux de l'embryon

L'activité des gènes dans le cancer de la prostate rappelle celle de la prostate fœtale en développement, fournissant une preuve supplémentaire que tous les cancers ne sont pas égaux, rapportent les chercheurs de Johns Hopkins. Cette découverte pourrait aider les scientifiques à étudier comment manipuler le programme génétique pour lutter contre une maladie dont la biologie reste mal comprise malgré plus d'un demi-siècle d'investigation.

Il y a des décennies, les chercheurs ont remarqué que les cancers présentent souvent bon nombre des mêmes caractéristiques « pour toujours jeunes » que celles observées dans les organes embryonnaires sains au cours de leur développement précoce : croissance rapide, évasion du vieillissement et de la mort, recrutement de vaisseaux sanguins pour faire croître plus de tissus, beaucoup de mouvement et envahissement des tissus voisins.

Bien que les chercheurs aient remarqué ces similitudes dès les années 1920, la technologie sophistiquée nécessaire pour tester les relations entre le développement et le cancer n'existait que récemment, explique David Berman, MD, professeur agrégé de pathologie, d'oncologie et d'urologie à la Johns Hopkins School. de Médecine.

Dans une nouvelle étude publiée en ligne cette semaine dans Oncogène, Berman et son équipe ont utilisé une nouvelle technologie de profilage génique pour comparer la prostate en développement normal chez la souris aux cancers de la prostate chez l'homme. Les travaux ont tiré parti des vastes connaissances existantes sur le développement de la prostate chez les embryons de souris.

Les souris mâles développent des glandes prostatiques en réponse aux androgènes - des hormones mâles qui incluent la testostérone - au cours du 17e jour d'une gestation de 21 jours. Une absence d'androgène chez les souris femelles provoque le développement des cellules de la même zone en un vagin et un urètre, mais les femelles peuvent développer des prostates si elles sont artificiellement alimentées en androgènes.

Pour lancer le développement de la prostate selon un calendrier précis, les chercheurs ont administré à des souris enceintes des injections d'androgènes le 16e jour après la conception, envoyant l'hormone mâle circulant dans le sang des mères vers leurs portées en développement. Un deuxième groupe de souris gravides ont reçu une injection d'une solution inactive à titre de comparaison.

À l'aide de puces génétiques de souris qui répertorient presque tous les gènes du génome de la souris, les chercheurs ont sondé pour voir quels gènes étaient activés dans les zones urogénitales des souris femelles en développement six et 12 heures après leur exposition aux androgènes. Ils ont également comparé des femelles en développement normal (non exposées aux androgènes) et des mâles (qui fabriquent leurs propres androgènes).

Leurs résultats de profilage génétique ont montré que le modèle d'activité des gènes présumés être activés et désactivés par l'exposition aux androgènes changeait dynamiquement au fil du temps. Six heures après l'injection, 693 gènes ont répondu aux androgènes, principalement en se désactivant. Un peu plus tard - à 12 heures - 177 gènes ont répondu, principalement en s'activant. À 48 heures, les réponses d'activation et de désactivation étaient approximativement égales, avec 829 gènes répondant aux androgènes.

"Notre théorie de l'animal de compagnie est que ces gènes de développement peuvent d'abord désactiver le développement normal de la femme en réponse aux androgènes, puis activer le développement de la prostate", explique Berman. « Et lorsque nous avons examiné de plus près la nature de ces gènes, nous avons découvert que beaucoup sont impliqués dans la survie, la croissance et le mouvement des cellules, qui sont des comportements observés dans les cellules cancéreuses. Nous avons donc approfondi nos recherches pour voir si ces gènes pouvaient être directement liés au cancer de la prostate ."

En comparant la liste des gènes de souris aux gènes dont les homologues humains sont connus pour être impliqués dans les cancers de la prostate, les chercheurs ont découvert que bon nombre de ces gènes de développement semblent être activés ou désactivés dans les cancers de la prostate, en particulier les types les plus agressifs et à transition critique. points au cours de la progression du cancer. De plus, dit Berman, les mêmes gènes qui semblent amener les cellules à se diviser, à se déplacer et à changer de forme pour former la prostate chez un fœtus en développement semblent également être réactivés dans les cellules cancéreuses de la prostate, ce qui les amène potentiellement à se diviser, à se déplacer et à se propager.

"Nous avons identifié les programmes qui forment la prostate dans l'embryon et les avons trouvés remarquablement similaires à ceux qui forment les tumeurs chez les patients atteints d'un cancer de la prostate", explique Berman. « Étant donné que le développement de la prostate est reproductible, génétiquement et pharmacologiquement traitable et qu'il reflète l'ensemble du spectre de la progression du cancer de la prostate chez l'homme, cela nous donne une nouvelle feuille de route pour mieux comprendre ce cancer particulier et identifier de nouveaux traitements spécifiques au cancer de la prostate. »

Ces études ont été financées par les fondations du cancer de la prostate Evensen Family, Passano et Patrick C Walsh et les National Institutes of Health.

Edward M. Schaeffer et Luigi Marchionni ont dirigé les travaux de laboratoire et d'analyse. Les autres chercheurs qui ont participé à cette étude incluent Zhenhua Huang, Brian Simons, Amanda Blackman, Wayne Yu et Giovanni Parmigiani.


Contenu

Né à Sainte-Foy-lès-Lyon, dans le Rhône, Carrel a grandi dans une famille catholique fervente et a été éduqué par des jésuites, bien qu'il soit devenu agnostique au moment où il est devenu étudiant à l'université. [ citation requise ] Il a été un pionnier de la transplantation et de la chirurgie thoracique. Alexis Carrel était également membre de sociétés savantes aux États-Unis, en Espagne, en Russie, en Suède, aux Pays-Bas, en Belgique, en France, au Vatican, en Allemagne, en Italie et en Grèce et a reçu des doctorats honorifiques de l'Université Queen's de Belfast, de l'Université de Princeton, en Californie, dans le Nouveau-Brunswick. York, Brown University et Columbia University.

En 1902, il aurait été témoin de la guérison miraculeuse de Marie Bailly à Lourdes, rendue célèbre en partie parce qu'elle nomma Carrel comme témoin de sa guérison. [7] Après la notoriété entourant l'événement, Carrel n'a pas pu obtenir un rendez-vous d'hôpital en raison de l'anticléricalisme omniprésent dans le système universitaire français à l'époque. En 1903, il émigre à Montréal, Canada, mais déménage bientôt à Chicago, Illinois, pour travailler pour le laboratoire Hull. Là-bas, il a collaboré avec le médecin américain Charles Claude Guthrie dans des travaux sur la suture vasculaire et la transplantation de vaisseaux sanguins et d'organes ainsi que de la tête, et Carrel a reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1912 pour ces efforts. [8]

En 1906, il rejoint le Rockefeller Institute of Medical Research nouvellement formé à New York où il passe le reste de sa carrière. [9] Là, il a fait un travail important sur les cultures de tissus avec le pathologiste Montrose Thomas Burrows. Dans les années 1930, Carrel et Charles Lindbergh sont devenus des amis proches non seulement à cause des années où ils ont travaillé ensemble, mais aussi parce qu'ils partageaient des opinions personnelles, politiques et sociales. Lindbergh a d'abord cherché Carrel pour voir si le cœur de sa belle-sœur, endommagé par le rhumatisme articulaire aigu, pouvait être réparé. Lorsque Lindbergh a vu la grossièreté des machines de Carrel, il a proposé de construire de nouveaux équipements pour le scientifique. Finalement, ils ont construit la première pompe à perfusion, une invention qui a contribué au développement de la transplantation d'organes et de la chirurgie à cœur ouvert. Lindbergh considérait Carrel comme son ami le plus proche et a déclaré qu'il préserverait et promouvrait les idéaux de Carrel après sa mort. [9]

En raison de sa proximité avec le Parti populaire français (PPF) fasciste de Jacques Doriot dans les années 1930 et de son rôle dans la mise en œuvre des politiques eugénistes pendant la France de Vichy, il a été accusé après la Libération de collaboration, mais est décédé avant le procès.

Plus tard dans sa vie, il revint à ses racines catholiques. En 1939, il rencontre le moine trappiste Alexis Presse sur recommandation. Bien que Carrel ait été sceptique quant à la rencontre avec un prêtre, [10] Presse a fini par avoir une profonde influence sur le reste de la vie de Carrel. [9] En 1942, il a dit "Je crois en l'existence de Dieu, en l'immortalité de l'âme, en l'Apocalypse et en tout ce que l'Église catholique enseigne." Il convoqua Presse pour administrer les sacrements catholiques sur son lit de mort en novembre 1944. [10]

Pendant une grande partie de sa vie, Carrel et sa femme passèrent leurs étés sur l'île Saint-Gildas [fr] , qu'ils possédaient. Après que lui et Lindbergh soient devenus des amis proches, Carrel l'a persuadé d'acheter également une île voisine, l'Ile Illiec, où les Lindbergh résidaient souvent à la fin des années 1930. [11]

Suture vasculaire Modifier

Carrel était un jeune chirurgien en 1894, lorsque le président français Sadi Carnot a été assassiné avec un couteau. Carnot a saigné à mort en raison de la section de sa veine porte, et les chirurgiens qui ont traité le président ont estimé que la veine ne pouvait pas être reconnectée avec succès. [12] Cela a laissé une profonde impression sur Carrel et il a commencé à développer de nouvelles techniques pour suturer les vaisseaux sanguins. La technique de la « triangulation », utilisant trois points de suture comme points de traction afin de minimiser les dommages à la paroi vasculaire lors de la suture, s'inspire des cours de couture qu'il a pris auprès d'une brodeuse et est toujours utilisée aujourd'hui. Julius Comroe a écrit : « Entre 1901 et 1910, Alexis Carrel, utilisant des animaux de laboratoire, a réalisé tous les exploits et développé toutes les techniques connues de la chirurgie vasculaire aujourd'hui. Il a eu un grand succès dans la reconnexion des artères et des veines et dans la réalisation de greffes chirurgicales, ce qui lui a valu son prix Nobel en 1912. [13]

Antisepsie des plaies Modifier

Au cours de la Première Guerre mondiale (1914-1918), Carrel et le chimiste anglais Henry Drysdale Dakin ont développé la méthode Carrel-Dakin de traitement des plaies à base de chlore (solution de Dakin) qui, précédant le développement des antibiotiques, était une avancée médicale majeure dans les soins. de blessures traumatiques. Pour cela, Carrel a reçu la Légion d'honneur. Carrel a également préconisé l'utilisation du débridement des plaies (en coupant les tissus nécrotiques ou autrement endommagés) et l'irrigation des plaies. Sa méthode d'irrigation des plaies consistait à rincer les tissus avec un volume élevé de liquide antiseptique afin que la saleté et les autres contaminants soient éliminés (c'est ce qu'on appelle aujourd'hui « l'irrigation mécanique ».) L'hôpital de démonstration de guerre Rockefeller de l'époque de la Première Guerre mondiale (États-Unis L'hôpital auxiliaire de l'armée n° 1) a été créé, en partie, pour promouvoir la méthode Carrel-Dakin : [14]

"L'hôpital de démonstration de guerre de l'Institut Rockefeller a été conçu comme une école dans laquelle enseigner aux chirurgiens militaires les principes et l'art d'appliquer le traitement Carrel-Dakin."

Greffes d'organes Modifier

Carrel a co-écrit un livre avec le pilote Charles A. Lindbergh, La culture des organes, et a travaillé avec Lindbergh au milieu des années 1930 pour créer la « pompe à perfusion », qui permettait aux organes vivants d'exister à l'extérieur du corps pendant la chirurgie. Cette avancée aurait été une étape cruciale dans le développement de la chirurgie à cœur ouvert et des greffes d'organes, et aurait jeté les bases du cœur artificiel, qui est devenu une réalité des décennies plus tard. [15] Certains critiques de Lindbergh ont affirmé que Carrel avait exagéré le rôle de Lindbergh pour attirer l'attention des médias, [16] mais d'autres sources disent que Lindbergh a joué un rôle important dans le développement de l'appareil. [17] [18] Lindbergh et Carrel sont tous deux apparus sur la couverture de Temps magazine le 13 juin 1938.

Sénescence cellulaire Modifier

Carrel s'est également intéressé au phénomène de la sénescence, ou vieillissement. Il a affirmé que toutes les cellules continuaient de croître indéfiniment, ce qui est devenu une opinion dominante au début du 20e siècle. [19] Carrel a commencé une expérience le 17 janvier 1912, où il a placé du tissu cultivé à partir d'un cœur de poulet embryonnaire dans un flacon en Pyrex bouché de sa propre conception. [20] Il a maintenu la culture vivante depuis plus de 20 ans avec des approvisionnements réguliers en éléments nutritifs. C'était plus long que la durée de vie normale d'un poulet. L'expérience, qui a été menée à l'Institut Rockefeller pour la recherche médicale, a attiré une attention populaire et scientifique considérable. [21]

L'expérience de Carrel n'a jamais été reproduite avec succès, et dans les années 1960, Leonard Hayflick et Paul Moorhead ont proposé que les cellules différenciées ne puissent subir qu'un nombre limité de divisions avant de mourir. C'est ce qu'on appelle la limite de Hayflick, et c'est maintenant un pilier de la biologie. [19]

L. Hayflick a montré qu'une cellule a un nombre limité de divisions, égal à la soi-disant "limite de Hayflick". Cependant, L. Franks et d'autres (Loo et al. 1987 Nooden et Tompson 1995 Frolkis 1988a), ont montré que le nombre de divisions cellulaires peut être considérablement supérieur à celui stipulé par la « Hayflick Limit », n'ayant pratiquement aucune limite.

On ne sait pas comment Carrel a obtenu ses résultats anormaux. Leonard Hayflick suggère que l'alimentation quotidienne en nutriments introduisait continuellement de nouvelles cellules vivantes dans la prétendue culture immortelle. [22] J. A. Witkowski a soutenu que, [23] alors que des souches " immortelles " de cellules visiblement mutées ont été obtenues par d'autres expérimentateurs, une explication plus probable est l'introduction délibérée de nouvelles cellules dans la culture, peut-être à l'insu de Carrel. [une]

Honneurs Modifier

En 1972, la poste suédoise a honoré Carrel avec un timbre faisant partie de sa série de timbres Nobel.[24] En 1979, le cratère lunaire Carrel a été nommé d'après lui en hommage à ses percées scientifiques.

En février 2002, dans le cadre des célébrations du 100e anniversaire de la naissance de Charles Lindbergh, l'Université de médecine de Caroline du Sud à Charleston a créé le prix Lindbergh-Carrel, décerné aux principaux contributeurs au "développement de technologies de perfusion et de bioréacteur pour la préservation et la croissance des organes". . [25] Michael DeBakey et neuf autres scientifiques ont reçu le prix, une statuette en bronze [26] créée pour l'événement par l'artiste italien C. Zoli et nommée "Elisabeth" [27] en l'honneur d'Elisabeth Morrow, sœur de l'épouse de Lindbergh Anne Morrow, qui est mort d'une maladie cardiaque. C'est en fait la déception de Lindbergh que la technologie médicale contemporaine ne puisse pas fournir une pompe cardiaque artificielle qui permettrait une chirurgie cardiaque sur elle qui a conduit au premier contact de Lindbergh avec Carrel.

En 1902, Alexis Carrel passe de sceptique aux visions et miracles rapportés à Lourdes à croyant aux cures spirituelles après avoir connu une guérison de Marie Bailly qu'il ne peut expliquer. [10] Le journal catholique Le nouvelliste a rapporté qu'elle l'avait nommé comme le principal témoin de sa guérison. Alexis Carrel a refusé d'écarter une explication surnaturelle et a fermement réitéré ses convictions, écrivant même le livre Le voyage à Lourdes décrivant son expérience, [28] bien qu'il n'ait été publié que quatre ans après sa mort. Cela a nui à sa carrière et à sa réputation parmi ses collègues médecins, et sentant qu'il n'avait aucun avenir en médecine universitaire en France, il a émigré au Canada avec l'intention de cultiver et d'élever du bétail. Après une brève période, il a accepté un poste à l'Université de Chicago et, [13] deux ans plus tard, au Rockefeller Institute of Medical Research.

En 1935, Carrel publie un livre intitulé L'Homme, cet inconnu (L'homme, l'inconnu), [29] [ page nécessaire ] qui est devenu un best-seller. Dans le livre, il a tenté de décrire un compte rendu complet de ce qui est connu et surtout inconnu du corps humain et de la vie humaine "à la lumière des découvertes en biologie, physique et médecine", [13] pour élucider les problèmes du monde moderne , et de fournir des voies possibles vers une vie meilleure pour les êtres humains.

Pour Carrel, le problème fondamental était que :

[L]es hommes ne peuvent pas suivre la civilisation moderne sur son cours actuel, car ils sont en train de dégénérer. Ils ont été fascinés par la beauté des sciences de la matière inerte. Ils n'ont pas compris que leur corps et leur conscience sont soumis à des lois naturelles, plus obscures, mais aussi inexorables que les lois du monde sidéral. Ils n'ont pas non plus compris qu'ils ne peuvent transgresser ces lois sans être punis. Ils doivent donc apprendre les relations nécessaires de l'univers cosmique, de leurs semblables et de leur moi intérieur, ainsi que celles de leurs tissus et de leur esprit. En effet, l'homme est au-dessus de toutes choses. S'il dégénérait, la beauté de la civilisation, et même la grandeur de l'univers physique, disparaîtraient. . L'attention de l'humanité doit se tourner des machines du monde de la matière inanimée vers le corps et l'âme de l'homme, vers les processus organiques et mentaux qui ont créé les machines et l'univers de Newton et d'Einstein. [29] [ page nécessaire ] [30]

Carrel a soutenu, en partie, que l'humanité pourrait s'améliorer en suivant les conseils d'un groupe d'intellectuels d'élite et en incorporant l'eugénisme dans le cadre social. Il a plaidé en faveur d'une aristocratie issue d'individus potentiels, écrivant :

Nous devons distinguer les enfants dotés de hautes potentialités et les développer le plus complètement possible. Et donner ainsi à la nation une aristocratie non héréditaire. De tels enfants peuvent être trouvés dans toutes les classes de la société, bien que les hommes distingués apparaissent plus fréquemment dans les familles distinguées que dans les autres. Les descendants des fondateurs de la civilisation américaine peuvent encore posséder les qualités ancestrales. Ces qualités sont généralement cachées sous le manteau de la dégénérescence. Mais cette dégénérescence est souvent superficielle. Elle vient principalement de l'éducation, de l'oisiveté, du manque de responsabilité et de discipline morale. Les fils d'hommes très riches, comme ceux de criminels, devraient être retirés de leur milieu naturel alors qu'ils étaient encore nourrissons. Ainsi séparés de leur famille, ils pouvaient manifester leur force héréditaire. Dans les familles aristocratiques d'Europe, il y a aussi des individus d'une grande vitalité. La question des croisés n'est en aucun cas éteinte. Les lois de la génétique indiquent la probabilité que l'audace légendaire et l'amour de l'aventure puissent réapparaître dans la lignée des seigneurs féodaux. Il est possible aussi que la progéniture des grands criminels qui ont eu de l'imagination, du courage et du jugement, des héros des révolutions française ou russe, des hommes d'affaires autoritaires qui vivent parmi nous, soient d'excellentes pierres de construction pour une entreprise entreprenante. minorité. Comme nous le savons, la criminalité n'est pas héréditaire si elle n'est pas associée à la faiblesse d'esprit ou à d'autres défauts mentaux ou cérébraux. On rencontre rarement des potentialités élevées chez les fils d'hommes honnêtes, intelligents et travailleurs qui ont eu de la malchance dans leur carrière, qui ont échoué dans les affaires ou qui se sont égarés toute leur vie dans des positions inférieures. Ou parmi les paysans vivant au même endroit depuis des siècles. Cependant, de telles personnes naissent parfois des artistes, des poètes, des aventuriers, des saints. Une famille new-yorkaise brillamment douée et connue est issue de paysans qui ont cultivé leur ferme dans le sud de la France depuis l'époque de Charlemagne jusqu'à celle de Napoléon. [29] [ page nécessaire ]

Carrel a plaidé en faveur de l'euthanasie des criminels et des criminels aliénés, approuvant spécifiquement l'utilisation du gazage :

(le conditionnement des petits criminels avec le fouet, ou une procédure plus scientifique, suivi d'un court séjour à l'hôpital, suffirait probablement à assurer l'ordre. Ceux qui ont assassiné, volé alors qu'ils étaient armés d'un pistolet automatique ou d'une mitrailleuse, kidnappé des enfants, spolié les pauvres de leurs économies, trompé le public sur des questions importantes, devraient être éliminés humainement et économiquement dans de petites institutions d'euthanasie approvisionnées en gaz appropriés. Un traitement similaire pourrait être avantageusement appliqué aux aliénés coupables d'actes criminels. [29] [ page nécessaire ]

Sinon, il approuvait l'eugénisme volontaire et positif. Il a écrit:

Nous avons mentionné que la sélection naturelle n'a pas joué son rôle depuis longtemps. Que beaucoup d'individus inférieurs ont été conservés par les efforts de l'hygiène et de la médecine. Mais on ne peut empêcher la reproduction des faibles quand ils ne sont ni fous ni criminels. Ou détruire les enfants maladifs ou défectueux comme nous faisons les faibles d'une portée de chiots. Le seul moyen d'éviter la prédominance désastreuse du faible est de développer le fort. Nos efforts pour normaliser les inaptes sont évidemment inutiles. Nous devrions donc porter notre attention sur la promotion d'une croissance optimale de l'ajustement. En rendant les forts encore plus forts, nous pourrions effectivement aider les faibles Car le troupeau profite toujours des idées et des inventions de l'élite. Au lieu de niveler les inégalités organiques et mentales, nous devrions les amplifier et construire des hommes plus grands. [29] [ page nécessaire ]

Le progrès des forts dépend des conditions de leur développement et de la possibilité laissée aux parents de transmettre à leur progéniture les qualités qu'ils ont acquises au cours de leur existence. La société moderne doit donc permettre à tous une certaine stabilité de vie, un foyer, un jardin, des amis. Les enfants doivent être élevés au contact des choses qui sont l'expression de l'esprit de leurs parents. Il est impératif d'arrêter la transformation du fermier, de l'artisan, de l'artiste, du professeur et de l'homme de science en prolétaires manuels ou intellectuels, n'ayant que leurs mains ou leur cerveau. Le développement de ce prolétariat sera la honte éternelle de la civilisation industrielle. Elle a contribué à la disparition de la famille en tant qu'unité sociale et à l'affaiblissement de l'intelligence et du sens moral. Il détruit les vestiges de la culture. Toutes les formes de prolétariat doivent être supprimées. Chaque individu doit avoir la sécurité et la stabilité nécessaires à la fondation d'une famille. Le mariage doit cesser d'être seulement une union temporaire. L'union de l'homme et de la femme, comme celle des anthropoïdes supérieurs, doit durer au moins jusqu'à ce que les jeunes n'aient plus besoin de protection. Les lois relatives à l'éducation, et notamment à celle des filles, au mariage et au divorce doivent avant tout prendre en compte l'intérêt des enfants. Les femmes devraient recevoir une éducation supérieure, non pour devenir médecins, avocates ou professeurs, mais pour élever leur progéniture pour qu'elle devienne des êtres humains de valeur. La libre pratique de l'eugénisme pourrait conduire non seulement au développement d'individus plus forts, mais aussi de souches dotées de plus d'endurance, d'intelligence et de courage. Ces souches devraient constituer une aristocratie, d'où sortiraient probablement de grands hommes. La société moderne doit promouvoir, par tous les moyens possibles, la formation d'un meilleur stock humain. Aucune récompense financière ou morale ne devrait être trop grande pour ceux qui, par la sagesse de leur mariage, engendreraient des génies. La complexité de notre civilisation est immense. Personne ne peut maîtriser tous ses mécanismes. Cependant, ces mécanismes doivent être maîtrisés. Il faut aujourd'hui des hommes de plus grande taille mentale et morale, capables d'accomplir une telle tâche. L'établissement d'une aristocratie biologique héréditaire par l'eugénisme volontaire serait un pas important vers la solution de nos problèmes actuels. [29] [ page nécessaire ]

L'approbation par Carrel de l'euthanasie des criminels et des aliénés a été publiée au milieu des années 1930, avant la mise en place des camps de la mort et des chambres à gaz dans l'Allemagne nazie. Dans l'introduction allemande de 1936 de son livre, à la demande de l'éditeur, il ajouta l'éloge suivant du régime nazi qui n'apparaissait pas dans les éditions dans d'autres langues :

(le gouvernement allemand a pris des mesures énergiques contre la propagation des déficients, des malades mentaux et des criminels. La solution idéale serait la suppression de chacun de ces individus dès qu'il s'est révélé dangereux. [31]

La traduction lettone du livre a été incluse dans la liste de 1951 des livres interdits en Union soviétique. [32]

En 1937, Carrel entre chez Jean Coutrot Centre d'études des problèmes humains - Le but de Coutrot était de développer ce qu'il appelait un « humanisme économique » par la « pensée collective ». En 1941, grâce à des liens avec le cabinet du président de Vichy France Philippe Pétain (en particulier, les médecins du travail français André Gros et Jacques Ménétrier), il a plaidé pour la création de la Fondation française pour l'étude des problèmes humains (Fondation Française pour l'Etude des Problèmes Humains qui a été créé par décret du régime de Vichy en 1941, et où il a exercé les fonctions de « régent ». [4]

La fondation est à l'origine de la loi du 11 octobre 1946, promulguée par le Gouvernement provisoire de la République française (GPRF), qui institutionnalise le domaine de la médecine du travail. Il a travaillé sur la démographie (Robert Gessain, Paul Vincent, Jean Bourgeois-Pichat), sur l'économie (François Perroux), sur la nutrition (Jean Sutter), sur l'habitat (Jean Merlet) et sur les premiers sondages (Jean Stoetzel). « La fondation a reçu la charte d'établissement public sous tutelle conjointe des ministères des finances et de la santé publique. Elle a été dotée d'une autonomie financière et d'un budget de quarante millions de francs, soit environ un franc par habitant, un vrai luxe compte tenu des charges imposées par la L'Occupation allemande sur les ressources de la nation. A titre de comparaison, l'ensemble du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) était doté d'un budget de cinquante millions de francs. [ Cette citation a besoin d'une citation ]

La Fondation a réalisé de nombreuses réalisations positives au cours de son mandat. [9] Elle promeut la loi du 16 décembre 1942 qui institue le certificat prénuptial, qui est requis avant le mariage, et vise à assurer la bonne santé des époux, notamment en ce qui concerne les maladies sexuellement transmissibles (MST) et « l'hygiène de vie » . L'institut a également créé le livret scolaire [b] , qui pourrait être utilisé pour enregistrer les notes des élèves dans les lycées français, et ainsi les classer et les sélectionner en fonction des performances scolaires. [33]

Selon Gwen Terrenoire, écrivant en L'eugénisme en France (1913-1941) : une revue des résultats de la recherche, « La fondation était un centre pluridisciplinaire qui employait environ 300 chercheurs (principalement statisticiens, psychologues, médecins) de l'été 1942 à la fin de l'automne 1944. Après la libération de Paris, Carrel fut suspendu par le ministre de la Santé. décédée en novembre 1944, mais la Fondation elle-même a été "purgée", pour réapparaître en peu de temps sous le nom d'Institut national d'études démographiques (INED) toujours actif. [34] Bien que Carrel lui-même soit mort, la plupart des membres de son équipe sont passés à l'INED, dirigé par le démographe Alfred Sauvy, qui a inventé l'expression « Tiers-monde ». D'autres rejoignent l'Institut national d'hygiène de Robert Debré, devenu plus tard l'INSERM.


3 LABORATOIRES DE BIOLOGIE CELLULAIRE VIRTUELLE

Le trimestre d'enseignement de 10 semaines du printemps 2020 a été remplacé par 8 semaines par SPU pour permettre 2 semaines supplémentaires de préparation en classe virtuelle. Après avoir recherché les options de laboratoire de biologie cellulaire virtuelle, l'instructeur a décidé de proposer huit laboratoires à distance (voir le tableau 1). Chaque laboratoire a été créé comme un substitut d'apprentissage aux laboratoires humides pratiques. Les devoirs de laboratoire comprenaient un prélab pour préparer les étudiants à l'expérience de laboratoire virtuel, une feuille de travail ou un protocole de laboratoire pour guider les étudiants pendant l'activité de laboratoire à distance, et des questions postlab pour évaluer l'apprentissage plus approfondi des étudiants du matériel de laboratoire. L'instructeur et un assistant technique étaient disponibles pendant chaque laboratoire synchrone, comme ils le feraient dans un laboratoire en personne, pour aider à guider les étudiants pendant le laboratoire. L'instructeur a utilisé les résultats d'apprentissage de la taxonomie de Bloom pour évaluer l'apprentissage des étudiants. 10 La taxonomie de Bloom contient six catégories de résultats d'apprentissage, des compétences d'ordre inférieur qui se concentrent sur la connaissance et la compréhension, aux compétences d'ordre supérieur qui nécessitent un apprentissage plus approfondi et un traitement cognitif. 10 Alors que toutes les catégories de résultats d'apprentissage de la taxonomie de Bloom ont été utilisées dans notre cours à distance, notre cours de biologie cellulaire à distance mettait l'accent sur « Comprendre », « Appliquer » et « Analyser », qui ont enseigné aux étudiants des compétences scientifiques précieuses dans un environnement d'apprentissage non traditionnel (voir Figure 1) .

Notre expérience de laboratoire virtuel visait à fournir aux étudiants une base de techniques et de compétences en biologie moléculaire et cellulaire pour résoudre des problèmes de biologie cellulaire (voir le tableau 1). Le matériel didactique comprenait des simulations virtuelles d'activités de laboratoire, des vidéos, des fichiers de données réelles, ainsi que divers logiciels et bases de données scientifiques (voir le tableau S1). À l'aide de ces outils virtuels, l'instructeur a enseigné aux étudiants la théorie en laboratoire, la méthodologie scientifique, l'analyse de données et les compétences de pensée critique pour résoudre des problèmes scientifiques. Plus précisément, l'instructeur a enseigné aux étudiants : les techniques et les calculs de culture tissulaire, divers types de microscopie, diverses méthodologies pour étudier la signalisation cellulaire pendant le cancer, le séquençage de l'ADN et l'identification de mutations géniques, l'identification du stade du cycle cellulaire mitotique à l'aide de la microscopie à fluorescence, l'analyse du cycle cellulaire et la cytométrie en flux. , et la capacité de reconnaître la manipulation de données scientifiques par l'analyse d'images. Bien que les étudiants n'aient pas été en mesure d'effectuer physiquement la science en laboratoire humide, ils ont acquis des compétences importantes qui peuvent se traduire dans de futurs contextes de recherche (voir la figure 1). Par exemple, les élèves ont appris divers calculs impliqués dans le passage et l'ensemencement des cellules pour les expériences. Les étudiants ont appris la théorie détaillée qui sous-tend le fonctionnement de diverses techniques et équipements de biologie moléculaire et cellulaire. Les étudiants ont également appris la bioinformatique, comme l'utilisation de NCBI BLAST et de divers logiciels biologiques, qui enseignent aux étudiants des outils logiciels pour analyser des données biologiques complexes. 11

La mise en œuvre de la méthode scientifique est une compétence importante que les étudiants doivent apprendre et est souvent mieux enseignée lors d'expériences pratiques en laboratoire en classe. Bien que tous nos laboratoires distants n'aient pas mis en œuvre chaque étape de la méthode scientifique, certains d'entre eux ont inclus la plupart ou toutes les étapes de la méthode scientifique. Par exemple, dans la simulation Labster «Confocal Microscopy Lab», les étudiants ont enquêté sur une maladie végétale mystérieuse dans une ferme grâce à la méthodologie de microscopie confocale simulée, ont effectué une analyse des données d'échantillons de feuilles infectées, puis ont tiré des conclusions sur le type de champignon avec lequel la plante était infectée. . De même, la méthodologie et la configuration scientifiques se retrouvent dans les deux simulations Labster « Cell Signaling & Cancer » (voir Tableau S1). Par exemple, dans le laboratoire Labster "Signal Transduction", le problème scientifique résolu par les étudiants consistait à rechercher la meilleure méthode pour traiter les patients cancéreux présentant une suractivation du récepteur du facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGFR). Dans cette simulation, l'approche expérimentale impliquait de traiter des échantillons de tissus cancéreux avec des inhibiteurs de la signalisation VEGFR, puis d'utiliser le western blot pour analyser les données. À la fin du laboratoire, les étudiants ont tiré des conclusions sur le ou les candidats-médicaments les mieux adaptés pour traiter les patientes atteintes d'un cancer du sein hyperactif au VEGF. Ce qui est unique avec les simulations Labster, c'est qu'elles fournissent plus qu'un simple exercice d'interprétation de données, que vous obtiendriez dans un cours magistral. Les élèves pourraient manipuler virtuellement leurs expériences, du début à la fin, dans les simulations et presque ressentir ce que c'est que d'être dans un laboratoire en train de faire les expériences. Pour cette raison, les étudiants ont vécu une expérience proche d'une expérience de laboratoire réelle sans y être en personne.

Le laboratoire « Bases de la culture tissulaire » et le « Laboratoire de calcul cellulaire » se sont concentrés sur les méthodes et les calculs de culture tissulaire qui sont souvent utilisés dans les expériences de culture tissulaire. Le laboratoire « Séquençage de l'ADN » (voir Données S1) a identifié un problème à résoudre pour les étudiants, à savoir la mutation ponctuelle de l'ADN spécifique qui a amené les protéines Cdc14 à modifier leur distribution de réseaux filamenteux à des points ponctués dans le noyau. Au cours de ce laboratoire, les étudiants ont appris la méthodologie pour identifier la mutation ponctuelle par séquençage d'ADN et analyse BLAST à l'aide de fichiers de données de séquençage réels. En fin de compte, les étudiants ont pu apprendre la méthodologie bioinformatique grâce à l'analyse de données de séquençage réelles, et ils ont pu tirer des conclusions sur l'emplacement de la mutation ponctuelle dans le Cdc14B gène ainsi que quel acide aminé a été modifié dans la protéine mutante.Dans le cadre d'un cours magistral, les étudiants reçoivent souvent des exemples de photos de données de chromatographie finales à partir de résultats de séquences d'ADN, puis ils peuvent effectuer une courte analyse sur celles-ci. Cependant, dans notre laboratoire virtuel, les étudiants ont appris à naviguer et à ouvrir des fichiers de données de séquençage bruts dans un logiciel de visualisation de chromatographe. Ils ont ensuite appris à exporter les données de séquence dans BLAST, à former des alignements, puis à analyser chaque fichier de séquençage d'ADN pour identifier la mutation de l'ADN dans le Cdc14B gène. Le laboratoire « Étapes de la mitose », fourni gratuitement par l'Institut Allen (voir Tableau S1), comprenait toutes les étapes de la méthode scientifique. Les élèves ont créé une hypothèse concernant le ou les stades cellulaires mitotiques qu'ils pensaient être les plus courants. Ensuite, ils ont analysé des données d'images de cellules réelles à l'aide de la visionneuse de cellules gratuite intégrée au Web de l'Institut Allen avant de discuter de leurs résultats et de tirer des conclusions. De plus, les étudiants ont appris à utiliser un logiciel avancé de cytométrie en flux dans le laboratoire « Cytométrie en flux et analyse du cycle cellulaire » pour quantifier les étapes du cycle cellulaire (G1, S, G2 et M), puis ont tiré des conclusions à partir des données. Alors que COVID-19 n'a pas permis à nos étudiants en biologie cellulaire d'effectuer des expériences de laboratoire humide en personne, nos laboratoires à distance ont permis aux étudiants d'apprendre d'importants outils expérimentaux de bioinformatique et de logiciels biologiques avancés, qu'ils n'auraient pas eu l'occasion d'apprendre dans notre habitude dans -personne cours de biologie cellulaire ou cours de laboratoire.


Ne mourez pas, restez jolie.

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Présentation du relooking ultrahumain.

Judith Campisi, Calvin Harley, Cynthia Kenyon et Gregory Stock sont assis sur scène dans un théâtre du campus de l'UC Berkeley, l'air un peu choqué. Tous les quatre sont de grands chercheurs qui étudient divers aspects du vieillissement : Campisi est biologiste cellulaire au Lawrence Berkeley National Laboratory, Harley est biologiste cellulaire et directeur scientifique de Geron Corporation, Kenyon est généticien à l'UC San Francisco et Stock dirige le Programme sur la science, la technologie et la société à l'UCLA. Ils ne sont pas du genre à se vanter des implications de leur travail. Mais cet événement - Extro 4, le quatrième confab de l'Extropy Institute - est tout au sujet des déclarations à grand bruit, et le volume noie la modestie scientifique du panel.

Les Extropiens, bien sûr, sont des techno-croyants avec une foi illimitée dans le pouvoir de la science pour amplifier le potentiel humain. Extro 4 est consacré à leurs sujets de prédilection : l'allongement de la vie et l'avenir utopique qui, selon eux, se réalisera grâce aux avancées du 21e siècle dans le génie génétique, la biochimie et la technologie médicale. Un peu plus tard, les scientifiques entendront le fondateur de l'Extropy Institute, un docteur en philosophie ciselé et en queue de cheval nommé Max More, déclarer avec confiance : "C'est la quatrième révolution de notre histoire - la révolution ultrahumaine". sa femme, une artiste et culturiste nommée Natasha Vita-More, esquisse un avenir dans lequel les gens profiteront de plusieurs organes sexuels, d'une peau polymère qui change de couleur comme une bague d'humeur et d'implants oculaires en réalité virtuelle.

Mais à l'heure actuelle, les chercheurs reçoivent des oreilles d'un autre extropien, Robert Bradbury, un décrocheur de Harvard et un entrepreneur en biotechnologie raté. Il provoque un moment gênant en s'adressant aux panélistes en tant que compagnons de guerre dans une croisade contre quiconque doute de la possibilité (ou de la sagesse) d'une longévité humaine considérablement accrue.

« Nous devons traiter avec des naturalistes humains », dit-il, « ceux qui pensent qu'il est inhumain de vivre 200 ans, ou les religieux de la mort, qui ont un pouvoir important en ayant la clé des Portes perlées, pour ainsi dire, et le camp des limites à la croissance, et, bien sûr, les alarmistes bureaucratiques comme la Social Security Administration ! » Il regarde les scientifiques. "Je me rends compte que la plupart des membres du panel ne sont pas des sociologues. Peut-être que Greg aimerait commenter."

Campisi essaie d'étouffer un sourire narquois. Les épaules de Harley s'affaissent. Stock bouge sur sa chaise et s'apprête à dire quelque chose. Ici, ils sont assis, un groupe d'étoiles, face à une organisation fondée par des fanatiques de prolongation de la vie qui se sont rencontrés lors d'une des fêtes de Timothy Leary - et ils sont soudainement devenus "nous". C'est comme si quatre évêques catholiques se trouvaient dans une mêlée nue et en sueur avec une salle remplie de Larry Flynts.

SUITE:
• Institut d'Extropie www.extropy.com
• La Fondation Life Extension www.lef.org
• Sciences du génome humain www.humangenomesciences.com
• Géron www.geron.com
• Centre national de biocalcul biocomp.stanford.edu

Mais les scientifiques se sont présentés, une reconnaissance visible que la rhétorique extropienne n'est pas aussi sauvage qu'il y paraît. Pendant des années, l'établissement de recherche a traité les efforts visant à allonger la durée de vie humaine maximale comme une sorte de pornographie scientifique. Cela change : ces derniers mois, il est devenu évident que de nombreux scientifiques et sociétés de recherche prennent la recherche sur la longévité suffisamment au sérieux pour y investir de gros investissements.

La prolongation de la vie reste cependant un sujet délicat. Peu de scientifiques légitimes le préconiseront publiquement. Les subventions gouvernementales ne lui parviennent toujours pas. En tant qu'amateurs enthousiastes, les Extropiens peuvent se permettre d'être bruyants - mais dans le courant dominant, la condamnation réflexive est plus souvent la règle. Dans son livre de 1999 sur le vieillissement, Temps de nos vies, Le gérontologue britannique Tom Kirkwood qualifie les scientifiques de « méprisables » qui « présentent leurs avancées comme annonciatrices d'une durée de vie humaine de 200 ans à venir, ou qui tolèrent les journalistes qui font allusion à cela ».

"Lorsque les gens demandent un financement au National Institute on Aging, ils font exceptionnellement attention à ne pas évoquer l'allongement de la durée de vie", explique Richard Miller, gérontologue à l'Université du Michigan. "C'est interdit. Ils parlent de maladies spécifiques et de la préservation de la santé et du "vieillissement réussi". C'est ce qui est politiquement intelligent. "

Aussi mal à l'aise que puissent être les panélistes d'Extro 4, l'écart entre les deux côtés se rétrécit. Les Extropiens le savent. Les scientifiques le savent. Gregory Stock semble surtout le savoir. L'air réticent au début, il répond au monologue de Bradbury. Pour le plus grand plaisir des Extropiens, il est d'accord avec Bradbury. C'est vrai, dit-il. La prolongation de la vie arrive. Avec le temps, l'opposition sera dépassée par le grand nombre de personnes prêtes à payer pour un avenir de longévité accrue.

Et ils auront quelque chose qui vaut la peine d'être payé. Parce que, dit Stock, « nous sommes sur le point de refaire la biologie humaine ».

Les scientifiques ont longtemps considéré la durée de vie humaine comme relativement fixe. Actuellement, le maximum est de 122 ans, l'âge auquel la Française Jeanne Calment, l'humaine la plus ancienne pour laquelle des données fiables existent, est décédée en 1997.

Au 20e siècle, les médecins et les chercheurs se sont principalement concentrés sur l'allongement de l'espérance de vie moyenne, avec un succès spectaculaire dans le monde développé - en ajoutant 30 ans aux États-Unis, par exemple. Aujourd'hui, grâce aux antibiotiques, aux vaccins, à l'assainissement public et à la médecine préventive, tant de centenaires se bousculent que Willard Scott devrait dire joyeux anniversaire à environ 200 par jour juste pour suivre le rythme.

Jusqu'à récemment, on supposait que ces personnes âgées se rapprochaient simplement d'une limite de durée de vie fixée dans la pierre. Mais de nos jours, un nombre croissant de scientifiques s'accordent à dire que les humains sont prêts pour une percée dans la longévité et ce que l'on pourrait appeler la "réparabilité humaine" - une nouvelle ère qui non seulement augmentera l'âge maximum, mais offrira également de nouvelles méthodes inimaginables pour préserver et même reconcevoir. nos propres corps. La stigmatisation scientifique est en train de disparaître.

Il suffit de demander à Michael Rose, un biologiste évolutionniste de l'UC Irvine qui a passé plus de 10 ans à étudier la génétique des mouches des fruits, aidant les mouches à plus que doubler leur durée de vie précédente. "Je travaille maintenant sur l'immortalité", dit platement Rose. "C'est une révolution einsteinienne par rapport à ce que nous faisions auparavant."

Rose sait à quel point cela peut sembler choquant, même lorsqu'il ajoute la mise en garde que l'immortalité est dans des générations. " Il y a vingt ans, l'idée de reporter le vieillissement était étrange et décalée ", dit-il. "Qui s'en fout de ce que les gens considèrent comme floconneux ! Si c'est la vérité, c'est la vérité, bon sang, et je m'en fiche si c'est plus que ce que les gens veulent entendre.

L'allongement de la vie n'est plus choquant - les chercheurs l'ont réalisé régulièrement avec des animaux de laboratoire, y compris des mammifères. En fait, cela se produit régulièrement depuis 1935, lorsque les rongeurs nourris avec des régimes très faibles en calories ont commencé à survivre à leurs collègues joufflus. La raison pour laquelle cela fonctionne reste inconnue, mais de nouvelles avancées de la recherche permettent d'envisager sérieusement le vieillissement comme un problème résoluble. Les solutions ne sont pas encore là, mais elles sont suffisamment proches pour qu'un gain soit imaginable - et les gains sont le moteur de la recherche. Rose soutient que celui qui exploite en premier la technologie de prolongation de la vie récoltera la plus grande récompense économique de l'histoire de l'humanité - pas seulement à l'échelle de Microsoft, mais à l'échelle de l'ensemble de l'ère de l'information.

Déjà, une ruée vers les terres scientifiques est en cours. Il s'articule autour de trois grands domaines : la génétique du vieillissement, les techniques d'immortalisation des cellules et des tissus, et l'exploitation de la pâte à modeler de base de notre corps, les cellules souches pluripotentes.

La science qui sous-tend cette ruée devient de plus en plus solide chaque jour. La prolongation de la vie a été conçue dans chaque animal de laboratoire que les chercheurs ont bricolé : la levure, le ver nématode C. elegans, mouches des fruits et souris. Les techniques ont varié. Michael Rose a élevé des mouches qui vivent plus longtemps. D'autres chercheurs ont modifié les souris du programme Weight Watchers, en leur donnant des régimes hypocaloriques qui pourraient avoir activé des mécanismes génétiques anti-âge encore mystérieux. (La restriction calorique est également essayée maintenant avec des singes.) Les généticiens ont directement modifié les levures et les vers pour les faire vivre plus longtemps, et ils font de même avec les souris.

Les animaux de toutes ces expériences ne vivent pas simplement plus longtemps, ils vivent mieux. Sauvage C. elegans l'air aussi en lambeaux qu'un drapeau de bataille au moment où ils meurent. Cynthia Kenyon dit que les vers génétiquement modifiés qu'elle étudie à l'UCSF semblent élégants et dynamiques jusqu'à l'âge mûr, une affirmation selon laquelle des chercheurs utilisant d'autres espèces font écho.

"Mes mouches sont des supermouches", dit Rose à propos de ses insectes. "Mes mouches en font plus, plus longtemps. Ils ont des relations sexuelles alors que d'autres mouches sont mortes depuis longtemps."

Les chercheurs ne sont pas d'accord sur les mécanismes spécifiques sur lesquels ils ont puisé, ou sur ce qu'ils peuvent signifier pour les humains. Mais ce qui a commencé comme un enchevêtrement de stratégies de longévité possibles est en train de devenir un brin tressé de connaissances sur la reproduction, l'énergie et le stress.

L'évolution joue le rôle d'amant inconstant pour notre corps, ou somas. Il aime nos somas, les nourrit, les rend forts dans la jeunesse afin que nous puissions transmettre des cellules germinales - nos ovules et spermatozoïdes - pour produire une autre génération. Une fois que nous avons accompli cela, l'évolution perd tout intérêt. Si nous vivons, très bien. Si nous mourons, très bien. La bonne nouvelle est que l'évolution n'exige pas non plus que nous mourions. Il ne s'en soucie pas. Il laisse simplement notre corps couler comme une voiture avec un réservoir vide.

Les scientifiques exploitent ce fait sous plusieurs angles. La nourriture est une. Un animal à moitié affamé n'a pas le sexe en tête : il se concentre sur la survie. Le soma peut avoir une stratégie pour se préserver pendant les périodes de soudure afin qu'il puisse transmettre les cellules germinales plus tard. Puis, une fois la nourriture disponible en quantité suffisante, l'animal se reproduit, transmet ses cellules germinales et l'horloge du vieillissement recommence.

Cela se produit chez le nématode C. elegans. Lorsque la nourriture se fait rare, un très jeune ver peut entrer dans une sorte d'animation suspendue, appelée dauer. Il est toujours vivant, il peut encore bouger, mais il n'a pas beaucoup de vie. Une fois qu'il rencontre suffisamment de nourriture, il sort du dauer, mange et se reproduit. Dans le dauer, un ver peut vivre des mois. Après être sorti de dauer, il survit environ deux semaines.

Mais maintenant, il y a un contournement de Dauer. Des changements en seulement deux C. elegans Les gènes - daf-2, que Kenyon appelle le gène "grim reaper", et daf-16, le gène "fontaine de jouvence" - ont doublé la vie des vers, même s'ils étaient bien nourris et non en dauer. Cela équivaut à peu près aux humains vivant 200 ans. Ce qui est si intéressant dans cette approche, c'est que daf-2 code une protéine qui ressemble beaucoup à un récepteur de l'insuline humaine et du facteur de croissance de l'insuline 1, qui aident tous deux à contrôler la façon dont le corps métabolise le glucose, la forme de base de l'énergie cellulaire. .

La façon dont nous métabolisons le glucose peut avoir beaucoup à voir avec la raison pour laquelle nous vieillissons. Lorsque les cellules brûlent du glucose, leurs cheminées émettent une forme de pollution, des molécules d'oxygène indésirables appelées radicaux libres. Ceux-ci vont rebondir à travers des cellules comme Flubber dans le département de porcelaine de Harrods, s'écraser sur des parties de cellules et entailler des chromosomes - de sorte que lorsque l'ADN se réplique, des erreurs se produisent. Au fil du temps, ces molécules tapageuses renversent le bâtiment. Les cellules vieillissent. La fonction tissulaire diminue. Le corps vieillit. Nous mourons.

Ce processus est appelé stress oxydatif, et certains chercheurs suggèrent qu'il pourrait être manipulé pour augmenter la longévité. Lorsque C. elegans les vers sont exposés à une variété de stress environnementaux à des doses de plus en plus importantes, ils vivent plus longtemps, peut-être parce que le stress a déclenché des mécanismes de protection génétiquement intégrés.

Cette interdépendance alléchante - que tous les modèles de laboratoire partagent un nombre important de gènes avec les humains, et que de si petites quantités d'ingérence génétique peuvent allonger considérablement la vie d'un ver - a conduit Richard Miller, le gérontologue de l'Université du Michigan, à croire que "Le quotient est un processus unique, assez étroitement contrôlé qui a un nombre relativement faible de gènes qui le chronomètrent."

Si Miller a raison, les chercheurs pourraient un jour développer des produits pharmaceutiques à petites molécules pour manipuler les gènes humains. Bien que la politique des médicaments de prolongation de la vie soit harcelée - à l'heure actuelle, la FDA n'approuverait jamais aucun médicament développé à cette fin, car il serait presque impossible de prouver son innocuité et son efficacité - certains médicaments peuvent se faufiler par la porte arrière.

Thomas Johnson, un généticien de l'Université du Colorado qui pense qu'il n'y a « pas de limites supérieures fixes à la longévité humaine », suggère un scénario possible : « Nous trouverons des médicaments qui seront approuvés par la FDA parce qu'ils préviennent les maladies cardiaques ou la maladie d'Alzheimer ». dit, "et alors nous découvrirons - aha! - ils font aussi, bon sang, faire ressembler les personnes de 80 ans à des personnes de 60 ans."

La dérive constante de la recherche sur le prolongement de la vie vers le courant dominant semble d'autant plus probable en raison du capital d'investissement important qu'elle attire. En 1997, Johnson, financé par plusieurs sociétés de capital-risque, a lancé Genoplex, une société privée qui cherche à cartographier les loci de traits quantitatifs, ou QTL, qu'il définit comme des regroupements de gènes qui sous-tendent des traits complexes comme l'alcoolisme, les maladies cardiaques et la longue vie. La recherche de Johnson, utilisant la détection et le séquençage de l'ADN pour cibler les QTL probables chez la souris dans l'espoir de les manipuler, a bénéficié d'un financement de la Ellison Medical Foundation, un organisme de recherche à but non lucratif créé en 1997 par le PDG d'Oracle Larry Ellison.

Ellison soutient également des études menées par d'autres chercheurs de premier plan sur la longévité, notamment Cynthia Kenyon et Judith Campisi, qui ont toutes deux prédit que l'allongement spectaculaire de la durée de vie deviendrait une réalité au 21e siècle. Le responsable des relations publiques d'Ellison dit que la fondation ne discute pas de son travail, mais les études de longévité y sont évidemment une priorité élevée. Ellison a sélectionné un joueur de premier plan, Richard Sprott, l'ancien directeur du programme de biologie du vieillissement du National Institute on Aging, pour administrer jusqu'à 20 millions de dollars par an à des chercheurs prometteurs.

Plusieurs scientifiques de renom sont plus francs qu'Ellison sur la façon dont la recherche d'aujourd'hui pourrait conduire à l'immortalité demain. Human Genome Sciences, basée à Rockville, dans le Maryland, est une entreprise de 2 milliards de dollars qui s'est associée au géant pharmaceutique SmithKline Beecham à hauteur de 125 millions de dollars. Il a été fondé par William Haseltine, un ancien biochimiste de Harvard et chercheur sur le cancer qui a aidé à déchiffrer la structure du VIH. Haseltine prétend posséder des séquences pour presque tous les gènes humains et avoir une vaste base de données des produits fabriqués par ces gènes - y compris les signaux chimiques qui dirigent les cellules souches. La société a trois médicaments en essais cliniques, dont l'un consiste à injecter un gène dans le tissu musculaire malade pour stimuler la repousse. C'est le début de ce que Haseltine appelle la "médecine régénérative", une nouvelle ère qui, dit-il, conduira à "l'immortalité pratique - c'est mon concept". Haseltine ne veut pas dire non plus dans quelques milliers d'années - plutôt 70 ou 80 Finalement, dit-il, les cellules souches et la génétique donneront au corps humain un "avenir transsubstantié".

Le commandant de la marine américaine Shaun Jones gère des programmes de recherche en biotechnologie avancée pour la Darpa, qui s'intéresse vivement aux technologies pouvant conduire à de nouveaux types de tissus ou à la fabrication biologique d'armes à l'échelle industrielle.

Au printemps dernier, Jones a organisé une réunion intitulée NextMed 2 pour SmithKline Beecham et le Global Business Network orienté vers le futurisme. Il pense que des théories et des innovations apparemment diverses concernant le vieillissement forment rapidement une grande théorie unifiée de la biologie humaine.

Celui qui exploite en premier la technologie de prolongation de la vie récoltera la plus grande récompense de l'histoire de l'humanité - une richesse à l'échelle de l'ère de l'information.

« La longévité humaine est une question de convergence », dit-il. "Génomique humaine, C. elegans, génomique végétale - vous avez un nombre énorme de ces explorations sans maîtrise. Mais tout va converger. » Cette situation, dit-il, a créé un consensus à NextMed 2. Laquelle ? « Que notre génération », dit-il, « peut-être la dernière à accepter la mort et les impôts comme inévitables ».

En tant que directeur scientifique de Geron Corporation - l'une des entreprises de biotechnologie les plus en vue du pays - Calvin Harley est à l'épicentre de cette convergence. Harley a passé toute sa vie d'adulte à se demander pourquoi les gens meurent. Maintenant, il occupe un bureau au siège de Geron, quelques bâtiments près de l'autoroute 101 à Menlo Park, en Californie, où il continue de penser à la mort et à la façon de l'empêcher.

Harley adopte une approche holistique de la question du vieillissement. Plutôt que de se concentrer sur des gènes de vieillissement individuels ou sur des groupes de gènes, les chercheurs de Geron se penchent sur d'autres mécanismes de vieillissement, en particulier les télomères et la télomérase, l'enzyme qui maintient les télomères intacts.

Proposée pour la première fois par un théoricien russe dans les années 1970, la théorie des télomères du vieillissement cellulaire postule que ces petites structures de bases d'ADN répétées aux extrémités des chromosomes se comportent un peu comme des crayons dans un taille-crayon. Chaque fois qu'une cellule se divise, selon la théorie, un peu plus de données sur les télomères sont rasées, jusqu'à ce que les télomères deviennent si courts que la cellule ne peut plus se diviser. Les cellules deviennent alors sénescentes - pas tout à fait en train de mourir, mais ne se divisent pas non plus - simplement au ralenti et en versant des déchets toxiques dans les tissus environnants. Les télomères agissent comme une horloge vieillissante, selon la théorie, mais la télomérase peut les empêcher de se raccourcir, rendant ainsi les cellules immortelles.

L'objectif commercial immédiat de Geron est d'utiliser la recherche sur les télomères dans la détection et le traitement du cancer. La plupart des cellules tumorales, qui se divisent indéfiniment, produisent de la télomérase. La localisation des sites riches en télomérase pourrait être un moyen de localiser les cancers en développement. L'arrêt de la télomérase par thérapie génique pourrait empêcher le cancer de se développer.

Harley est léger, en forme, chauve, intense et réticent - un scientifique classique. Il travaille dans des laboratoires remplis jusqu'au plafond de béchers, bouteilles, flacons, tubes à essai, produits chimiques, incubateurs et séquenceurs de gènes. Parmi les décorations clairsemées de son bureau se trouve une affiche encadrée de Salvador Dalì's La persistance de la Mémoire. Les horloges fondantes de l'artiste, explique Harley, lui rappellent "la flexibilité du temps et la possibilité de manipuler l'horloge". Cela a évidemment une certaine importance pour moi et pour ce que je fais en science. »

Harley pense que la recherche gagne sur les secrets du vieillissement, des secrets qu'il a voulu dévoiler depuis ses années de lycée en Ontario, au Canada, lorsqu'il s'est étonné d'un paradoxe : comment un homme de 80 ans peut-il utiliser 80 ans De l'ADN dans des cellules de 80 ans pour engendrer un bébé dont les cellules sont fraîches comme une marguerite ?

La réponse, pense Harley, réside dans les télomères et la télomérase. De nouvelles recherches menées par Geron et d'autres montrent que la télomérase peut conférer l'immortalité cellulaire - tout comme elle le fait dans le sperme d'un homme de 80 ans, qui produit naturellement de la télomérase. Et la télomérase peut le faire dans d'autres cellules - sans, comme certains l'ont craint, pousser ces cellules à devenir cancéreuses.

Les scientifiques de Geron pensent que le contrôle de la production de télomérase s'avérera utile non seulement pour traiter le cancer, mais aussi pour ralentir le vieillissement humain. Les cellules normales non cancéreuses avec un gène de télomérase activé ne deviennent pas cancéreuses mais se divisent plutôt correctement. Ils ne deviennent pas sénescents non plus et ne dégradent pas les tissus environnants. Gardez la télomérase en marche, et vous gardez vos cellules jeunes, ce qui garde les tissus jeunes, ce qui garde les gens jeunes.

"Nous sommes tous nés jeunes", dit Harley. "Il existe une capacité à avoir une propagation immortelle des cellules. La façon dont nous avons évolué est d'aller de lignée germinale en lignée germinale, avec nos somas les porteurs sans issue. Mais ce n'est pas inévitable."

En d'autres termes, les gens ne doivent pas mourir.

La capacité de la télomérase à immortaliser les cellules a été un facteur dans la décision de Geron en mai dernier d'acheter Roslin Bio-Med - les personnes qui nous ont apporté Dolly la brebis - s'étendant ainsi à l'autre branche séduisante de la science du prolongement de la vie : les cellules souches. Les cellules souches pluripotentes peuvent être la voie la plus prometteuse dans la recherche sur la longévité, car elles peuvent devenir n'importe quel type de tissu dans le corps. La capacité de diriger le développement de ces cellules et de les rendre génétiquement identiques aux cellules de n'importe quel patient grâce à la technologie du clonage mène à une ère dans laquelle les laboratoires produiront sur mesure des tissus et des organes entiers pour la transplantation - sans crainte de rejet.

L'homme de 80 ans dans l'exemple de Harley peut aider à créer un bébé non seulement parce que son sperme reste immortel grâce à la télomérase, mais aussi parce que l'ADN d'un spermatozoïde est reprogrammé après avoir rejoint un ovule. L'ADN est dit de recommencer. Le même processus se produit dans le transfert nucléaire, la technique qui a engendré Dolly.

Dans ce domaine, Geron fait face à une concurrence sérieuse de la part de son fondateur décédé, Michael West, président d'une société de Worcester, Massachusetts, appelée Advanced Cell Technology. Comme Roslin Bio-Med, ACT est une opération de clonage. Elle a récemment conclu un accord de collaboration de 10 millions de dollars avec Genzyme Transgenics pour utiliser le transfert nucléaire pour créer un troupeau de vaches qui produira de la sérumalbumine humaine, utilisée pour augmenter le volume sanguin chez les patients opérés. ACT espère également fabriquer des tissus humains transplantables. West pense qu'avec ces technologies émergentes et d'autres, "selon les ressources appliquées, il n'y a pas de limite à la durée de vie des êtres humains d'ici 2099."

ACT a déjà répété les premières étapes de l'expérience Dolly sur des personnes en tricotant une cellule somatique d'un humain adulte dans un ovule (dans ce cas, une vache) qui avait été vidé de son propre matériel génétique. Dans cette expérience, des signaux chimiques ont frappé l'ADN humain et ont dit à la cellule de réinitialiser son horloge. Si l'embryon résultant avait été implanté dans l'utérus d'une femme, un clone humain aurait pu en résulter.

La fabrication de cellules souches pluripotentes aurait été le premier ordre du jour de cet embryon. Il aurait niché les cellules souches dans un paquet appelé blastocyste. Là, ces cellules attendraient des signaux chimiques pour activer et désactiver les gènes, les divisant en trois branches : les tiges de l'endoderme pour former les organes intestinaux les tiges du mésoderme pour former le cartilage, les os et les muscles et les tiges de l'ectoderme pour former le système nerveux. D'autres signaux chimiques diraient à l'ADN de ces tiges ramifiées de produire des tissus plus spécifiques - un foie, par exemple, plutôt qu'un pancréas. Certaines cellules souches cessent de se différencier et entrent dans une sorte de cercle sur le pont en attendant d'autres instructions. Les tiges hématopoïétiques, par exemple, peuvent répondre aux besoins en formant l'un des différents types de cellules sanguines.

En novembre 1998, une équipe Geron dirigée par le biologiste de l'Université du Wisconsin James Thompson a annoncé qu'elle avait dérivé et maintenu des cellules souches pluripotentes humaines en culture. En d'autres termes, elle avait produit la matière première de tous les types de tissus humains.

"Le véritable objectif est d'utiliser les propres cellules d'un patient pour fabriquer des cellules souches", explique Harley. "C'est la raison pour laquelle nous avons acquis Roslin. Ils détenaient les brevets à ce sujet pour créer un embryon pleinement compétent à partir d'une cellule du corps adulte. Ils l'ont reprogrammé à l'état embryonnaire. » À partir de cet état, Geron ou ACT ou une autre entreprise pourraient récolter des cellules souches pluripotentes avec l'ADN d'un patient à partir du blastocyste, les faire croître et les diriger pour se différencier en n'importe quel tissu corporel.

Les cellules souches pluripotentes sont immortelles : elles ne subissent pas de perte de télomères et elles produisent constamment de la télomérase. Mais au moment où les cellules souches commencent à se différencier, elles deviennent mortelles. La modification du gène de production de la télomérase - en le laissant allumé - pourrait également rendre les cellules tissulaires immortelles. Les tissus qui correspondaient exactement à leurs receveurs pouvaient être cultivés et transplantés, puis rester jeunes pour toujours.


Lysins Unlimited : l'arme secrète des phages

C'est en 1917 que Félix d'Hérelle, de l'Institut Pasteur de Paris, propose pour la première fois d'utiliser des bactériophages select ou phages) - des virus qui infectent les bactéries - comme thérapie des infections bactériennes humaines. Bien qu'utilisée depuis des décennies dans certaines parties de l'Europe, notamment la Russie, la Pologne et la République de Géorgie, la phagothérapie n'est autorisée aux États-Unis que sous le parapluie « usage compassionnel », lorsqu'il n'y a rien d'autre disponible.

La montée des bactéries multirésistantes qui défient les antibiotiques traditionnels a contraint les cliniciens à rechercher des mesures alternatives pour lutter contre les infections mortelles. Deux affaires ont fait la une des journaux ces dernières années. En 2016, la vie de Thomas Patterson, PhD, professeur de psychiatrie à l'Université de Californie à San Diego, a été sauvée par la phagothérapie après avoir développé une maladie mortelle Acinetobacter baumannii infection. sélectionnez L'histoire est racontée dans Le prédateur parfait, le livre que Patterson a co-écrit avec sa femme, l'épidémiologiste Steffanie A. Strathdee, PhD.) L'année dernière, la vie d'une adolescente anglaise a été sauvée après avoir développé une infection à la suite d'une transplantation pulmonaire pour la mucoviscidose.

Bien que la phagothérapie offre une voie prometteuse, d'autres chercheurs souhaitent adopter une approche plus directe en utilisant uniquement l'ingrédient actif du phage, les lysines, responsable de la destruction des bactéries.

Roger Pomerantz, MD, président et chef de la direction de Contrafect, compare les lysines et les phages à la quinine et à l'arbre à fièvre. Pendant de nombreuses années, les produits naturels ont été utilisés dans leur intégralité car l'agent actif n'avait pas été décrit. Lors de l'isolement de l'agent actif de l'arbre à fièvre, ou de la plante digitale, sélectionnez la source de l'écorce de l'arbre de l'union digitale et les fleurs ne sont plus utilisées. Comprendre et isoler l'agent actif des phages élimine le besoin d'utiliser le phage entier, ou « l'écorce de l'arbre ».

Les lysines phagiques agissent en dégradant la paroi cellulaire bactérienne, qui est composée de la molécule peptidoglycane spécifique aux bactéries. Différentes bactéries ont différents composants et organisations du peptidoglycane dans leurs parois cellulaires différentes lysines sont spécifiques à ces structures. Les agents pathogènes peuvent avoir une composition légèrement différente de celle des bactéries similaires qui font partie de la flore normale. Par exemple, la lysine pour le pathogène intestinal Clostridium difficile tuera sélectivement C. difficile sans nuire aux autres Clostridium présent dans le microbiote.

Vers 2010, alors que la prise de conscience de la crise de la résistance aux antibiotiques atteignait son paroxysme, des alternatives aux antibiotiques étaient recherchées avec une urgence retrouvée. L'un des candidats les plus prometteurs était à l'étude dans un laboratoire de l'Upper East Side de Manhattan, où les chercheurs découvraient que les lysines pouvaient être utilisées en clinique.

Nuit et jour

Vincent A. Fischetti, PhD, le principal développeur de la technologie de la lysine, est membre du corps professoral de l'Université Rockefeller depuis 1973. Il a purifié une lysine de phage au cours de ses travaux de thèse, l'utilisant pour extraire des protéines des streptocoques du groupe A. Avance rapide jusqu'à l'an 2000, Fischetti était, se souvient-il, "la bonne personne au bon moment". Il a ajouté de la lysine dans la gorge de souris qui avaient été colonisées par des bactéries streptococciques. La bactérie est morte et l'idée d'utiliser les lysines comme thérapeutique est née. Fischetti a obtenu un large brevet, a reçu deux subventions de la Defense Advanced Research Projects Agency, sélectionne l'union DARPA et a publié une série d'articles.

Les différences entre le traitement des infections avec des phages et des lysines, explique Fischetti, sont « de jour et de nuit ». Les lysines sont directes et tuent instantanément, et aucune résistance n'a été observée à ce jour. De plus, les effets hors cible sont peu probables car le peptidoglycane n'existe pas dans les tissus des mammifères. Les lysines sont également des protéines très stables - elles peuvent être congelées et lyophilisées, et elles sont thermostables jusqu'à environ 50 °C.

Lorsqu'il est traité avec des lysines, un bacille à Gram positif externalisera sa membrane cytoplasmique avant de se rompre et de mourir, comme le montre cette micrographie électronique du laboratoire de l'Université Rockefeller de Vincent A. Fischetti, PhD. Le bacille, qui maintient une pression interne élevée, succombe après que les lysines ont coupé quelques liaisons peptidoglycanes. « Boum, ça va exploser ! s'exclame Fischetti.

De plus, les lysines peuvent infiltrer un biofilm, une communauté bactérienne qui offre normalement aux bactéries une protection supplémentaire contre les antibiotiques. Lorsque les biofilms sont traités avec des antibiotiques, seuls les organismes à la surface de la matrice sont tués. En revanche, les lysines dissolvent les biofilms de haut en bas. Les bactéries s'ouvrent, révélant la couche suivante du biofilm, la rendant vulnérable à une nouvelle exposition à la lysine.

Graham Hatfull, PhD, professeur à l'Université de Pittsburgh spécialisé dans la biologie des phages, affirme qu'il existe un grand nombre de lysines différentes, chacune avec des cibles spécifiques de la paroi cellulaire, créant un espace énorme pour la découverte et le développement. Les lysines sont relativement bon marché et faciles à produire. Pour plusieurs bactéries Gram-positives - qui n'ont qu'une seule membrane située à l'intérieur de la paroi cellulaire, donnant aux lysines un accès direct aux cibles peptidoglycanes - une bonne activité antibactérienne a été démontrée in vitro. En bref, Fischetti dit : « Ils fonctionnent. »

Donner de la lysine aux patients

Avec le succès de la phagothérapie dans quelques cas très médiatisés ces dernières années et les nombreux avantages sur papier des lysines en tant que médicaments antibactériens, on peut se demander : pourquoi les lysines n'ont-elles pas reçu la même attention de la part de l'industrie biopharmaceutique ?

L'une des raisons est que la recherche n'a quitté l'Université Rockefeller qu'il y a environ 10 ans. C'est à ce moment-là que la biotechnologie basée à Yonkers, NY, Contrafect, a approché Fischetti au sujet de la licence de la technologie pour développer la lysine à des fins thérapeutiques. Raymond Schuch, PhD, professeur assistant de recherche dans le laboratoire de Fischetti à l'époque, a rejoint Contrafect, où il est maintenant vice-président de la recherche.

Schuch raconte GEN qu'il est passé à Contrafect parce que cela a ouvert un tout nouveau domaine de recherche translationnelle auquel "nous ne pensons généralement pas dans les laboratoires de recherche". Schuch poursuit : « Nous avons passé des années à identifier ces lysines, à définir leurs caractéristiques, à montrer qu'elles confèrent des bienfaits thérapeutiques chez les animaux. Il voulait « continuer sur la voie du développement ».

En plus des lysines, Contrafect développe des amurines, des peptides antimicrobiens lytiques codés par les phages. Toujours en phase de découverte, ces peptides ont montré une activité in vitro contre les bactéries Gram-négatives. La micrographie électronique montre la lyse de la bactérie Gram-négative Pseudomonas aeruginosa. select La lyse s'est déroulée sur 20 minutes.) Les traitements contre les agents pathogènes de Pseudomonas sont très recherchés car les agents pathogènes provoquent des infections nosocomiales multirésistantes.

Au cours de la dernière décennie, la petite entreprise de 25 employés a pris le Staphylococcus aureus lysin Exebacase en clinique, achevant les phases I et II d'un essai. Contrafect recrute actuellement des patients en phase III. C'est la première et la seule lysine à entrer dans les essais cliniques humains aux États-Unis. Les données ont montré qu'Exebacase, administré en association avec des antibiotiques, améliorait les résultats cliniques chez les patients atteints de Staphylococcus aureus bactériémie, y compris l'endocardite, par rapport aux antibiotiques seuls.

Bien qu'Exebacase soit plus avancé dans le pipeline des essais cliniques que n'importe quelle phagothérapie aux États-Unis, la phagothérapie a attiré toute l'attention du public. Peu ont entendu parler des lysines. "Je ne sais pas vraiment pourquoi", remarque Fischetti. "C'est le problème." L'une des raisons peut être que les lysines n'ont pas encore été approuvées pour une utilisation dans les cas de soins de compassion qui ont tendance à attirer l'attention. Lorsqu'on lui a demandé s'il y avait des inconvénients connus à utiliser la lysine sur le phage, Fischetti est catégorique: "Il n'y en a pas."

Chemin de moindre résistance

L'un des problèmes majeurs de la phagothérapie est la capacité des bactéries à développer une résistance, similaire à la résistance qui sévit avec les antibiotiques. Dans les cas récents où des phages ont été utilisés pour des soins de compassion, les équipes médicales ont opté pour une approche cocktail, estimant qu'un ou même deux phages pourraient perdre de leur efficacité à un moment donné en raison de l'apparition de résistances bactériennes.

Par exemple, dans le cas l'an dernier d'Isabelle Carnell-Holdaway, patiente de 15 ans atteinte de mucoviscidose, qui a été traitée pour une maladie disséminée Mycobactérie abscessus infection, trois phages ont été utilisés. Hatfull, qui a fourni les phages, a déclaré: "Trois était un nombre qui donnait une certaine confiance que nous ne verrions pas de résistance." Plus il y a de phages, note-t-il, "plus vous pouvez lutter efficacement contre ce problème".

À gauche : un phage infecte une cellule bactérienne pour initier un processus de production de descendance qui aboutit à la libération de phages nouvellement assemblés. Les acteurs clés de ce processus sont les lysines phagiques, qui voyagent à travers la holine - une petite protéine membranaire également fabriquée par le phage - pour atteindre le peptidoglycane de la cellule bactérienne. À droite : les lysines peuvent tuer les bactéries résistantes aux antibiotiques. Ici, ils attaquent le peptidoglycane d'une cellule bactérienne Gram-positive de l'extérieur. Quelle que soit la direction d'attaque des lysines, le peptidoglycane est clivé. [Cognition Studio et Lumen Bioscience]

Hatfull observe que les lysines, contrairement aux phages, sont associées à des « niveaux très faibles voire indétectables » de résistance bactérienne. Ceci, soutient-il, est "un avantage majeur".

Pourquoi la résistance n'est-elle pas un problème pour les lysines ? Fischetti dit que "c'est lié à la façon dont [les phages] ont évolué". Les lysines sont essentielles à la survie et à la libération du phage. Leur cible est un composant critique de la paroi cellulaire bactérienne qui est essentiel et ne peut pas être modifié facilement. Pour cette raison, les lysines ont tendance à conserver leur activité contre les bactéries, qui ont beaucoup plus de mal à acquérir une résistance aux lysines phagiques qu'aux phages ou aux antibiotiques.

Smoothies à la lysine

Fischetti s'est récemment associé à Lumen Bioscience, une société basée à Seattle fondée en 2017 avec des technologies de bio-ingénierie de la spiruline, un microbe photosynthétique consommé dans le monde entier comme complément nutritionnel et source de nourriture. Les algues bleu-vert peuvent permettre de produire des lysines pour une fraction du coût associé aux techniques conventionnelles. En fait, Fischetti affirme que les algues peuvent réduire le coût des lysines "à quelques centimes par dose".

La production de lysines nécessite traditionnellement un système de bioproduction et des processus de purification compliqués. Les algues sont extrêmement faciles à cultiver en quantités énormes, car elles poussent dans l'eau du robinet et ce sont les seuls microbes qui peuvent être cultivés commercialement à ces échelles.

Brian Finrow, PDG de Lumen, raconte GEN que le laboratoire Fischetti générera les lysines et que Lumen effectuera l'ingénierie des protéines et d'autres activités pour créer des souches thérapeutiques de spiruline et les transférer dans des essais cliniques supervisés par la FDA.

Fischetti dit que la spiruline pourrait être utilisée comme "usine de lysine", produisant de grandes quantités de lysine à purifier. Mais il n'est pas invraisemblable que quelqu'un puisse manger de la spiruline qui exprime de la lysine pour que les enzymes recouvrent son tractus intestinal. Il ajoute que cette technologie et cette collaboration ouvrent des possibilités intéressantes pour la lysine, y compris dans le domaine vétérinaire. sélectionner Telles qu'elles sont actuellement fabriquées, les lysines sont trop chères pour être utilisées à des fins vétérinaires.)

Le temps nous le dira

Hatfull est un partisan de la phagothérapie, mais il dit que "les études de preuve de principe [utilisant des lysines] sont encourageantes". Comme pour tout jeune domaine, il y a beaucoup de questions non résolues.Les lysines pourront-elles accéder à des niches d'infection bactérienne in vivo, car ces enzymes sont plus grosses que les molécules antibiotiques typiques ? Et bien que les premières données de l'essai clinique de Contrafect concernant la réponse immunitaire de l'hôte semblent prometteuses, les réponses immunitaires à la lysine pourraient-elles limiter leur action chez les patients pendant des périodes prolongées ou répétées ?

De plus, l'utilité des lysines pour les pathogènes à Gram négatif reste incertaine en raison de la nécessité de faire passer les lysines au-delà de la membrane bactérienne externe. Les bactéries Gram-négatives, contrairement aux bactéries Gram-positives, ont une deuxième membrane située à l'extérieur de la paroi cellulaire, ce qui rend l'accès à la couche de peptidoglycane plus difficile. Le laboratoire de Fishcetti travaille sur ce problème : l'équipe dispose de lysines qui, lorsqu'elles sont modifiées, peuvent traverser la membrane externe. Mais le développement des lysines Gram-négatives est à l'origine du développement des lysines Gram-positives.

Les phages et les bactéries évoluent ensemble depuis un milliard d'années, explique Fischetti. Ils se sont battus dans les deux sens, construisant des systèmes pour que personne ne perde – et personne ne gagne – parce que « celui qui gagne, perd ».

La phagothérapie essaie de prendre un système établi vieux d'un milliard d'années, où personne n'est censé gagner et forcer les phages à gagner, note Fischetti. Il ajoute : « Cela ne se fera pas facilement. » L'un des défis est que nous manquons de compréhension complète des mécanismes de résistance bactérienne. « Nous connaissons CRISPR », dit-il, « mais nous ne connaissons pas tous les autres systèmes de défense bactériens contre les phages. »

Heureusement, aucune résistance aux lysines n'a été observée au cours des 20 années de travail avec elles. Les bactéries ont développé une résistance aux phages et aux antibiotiques, mais « elles ne savent pas comment gérer une lysine », note Fischetti. Les lysines, dit-il, "prennent les bactéries par surprise". Fischetti note que son laboratoire essaie de forcer la résistance. Le faire s'avère difficile. Si la résistance est difficile à atteindre pour les scientifiques en laboratoire, elle peut également être difficile à atteindre pour les bactéries dans la nature.

Les lysines pourraient nous faire gagner du temps (peut-être des décennies) en tuant les bactéries résistantes aux antibiotiques jusqu'à ce que de nouvelles méthodes soient découvertes, spécule Fischetti. Utiliser des lysines, ajoute-t-il, c'est simplement profiter de quelque chose que les phages ont découvert - de quelque chose qui les a aidés à survivre - et l'utiliser à notre propre avantage.

Lysines à spectre large ou à spectre étroit

Les antibiotiques peuvent être classés en tant que sélection à large spectre affectant une large bande de bactéries) ou à spectre étroit. Quelle catégorie rend une thérapeutique plus souhaitable est un sujet de débat permanent.

Tuer les bactéries pathogènes sans endommager les composants bactériens sains du microbiome est une priorité. C'est l'une des raisons pour lesquelles les phages sont si attrayants, car ils sont des tueurs ciblés de leurs bactéries apparentées.

La spécificité, cependant, n'est pas nécessairement la meilleure pratique. Selon certains chercheurs, il existe des cas, par exemple, dans les traitements de maladies polymicrobiennes, où une approche à plus large spectre est souhaitée. Les lysines semblent avoir les deux coins couverts.

« Vous pouvez identifier des lysines à large spectre si vous en avez besoin et des lysines à spectre étroit pour la plupart des applications », explique Vincent A. Fischetti, PhD, chercheur à l'Université Rockefeller. Il existe tellement de lysines différentes qu'il est facile de trouver des molécules de portée étroite. En fait, comme le note Fischetti, cette catégorisation a été l'un des premiers obstacles lorsqu'on a essayé d'engager les sociétés pharmaceutiques, qui voulaient des composés à large spectre.


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Les parasites du cerveau, le problème de santé caché de la Californie

Les médecins lui ont dit qu'elle avait besoin d'une intervention chirurgicale – une chirurgie du cerveau. Les opérations sur un organe aussi complexe ne sont jamais simples, mais cette procédure était exceptionnellement difficile. Il y avait un risque élevé de complications, d'affaiblissement, de problèmes postopératoires. Alvarez pourrait se réveiller paralysé. Elle pourrait se réveiller légalement aveugle. Pire encore, il y avait une chance qu'elle ne se réveille pas du tout.

Sa course folle aux urgences avait commencé par une promenade dans le parc quatre jours plus tôt. C'était le 20 décembre 2010, à Sunnyvale, en Californie, une ville qui porte bien son nom. L'hiver de la côte ouest, pas aussi long ou aussi rigoureux que les saisons de l'est, lui a donné l'occasion d'emmener son plus jeune enfant faire une promenade l'après-midi.

Dans la lumière déclinante du crépuscule, Alvarez, lui aussi, commença à s'estomper. Elle a perdu la sensation dans sa jambe droite. Son pied droit a emboîté le pas. Elle ne pouvait ni soulever ni bouger sa main droite. Elle était faible et son corps était engourdi.

À 22 h 15, Alvarez dit que son mari l'a conduite à Redwood City. Cette nuit-là, elle est devenue patiente à l'hôpital Kaiser Permanente Redwood City. Elle dit que les médecins ont battu les diagnostics dans les deux sens. C'était une tumeur. Non, c'était un cancer.

C'était Noël, et les enfants d'Alvarez pleuraient et priaient, terrifiés à l'idée qu'une affliction inconnue leur vole leur mère. Enfin, une tomodensitométrie a révélé la maladie. Alvarez avait une neurocysticercose - un ténia calcifié logé dans son cerveau.

La neurocysticercose, qui est courante dans le monde mais qui n'est pas reconnue comme un problème de santé majeur aux États-Unis, a pris racine en Californie, selon certains responsables de la santé. La maladie est facile à prévenir et relativement peu coûteuse à traiter si elle est détectée tôt. Mais une fois à un stade avancé, ces parasites cérébraux sont coûteux à la fois pour les patients et pour le gouvernement.

Le problème est que, en raison d'un manque d'éducation, la plupart de la population ne sait pas qu'il y a un parasite qui se tortille en elle, explique Patricia Wilkins, scientifique au Center for Disease Control and Prevention (CDC). Les Latinos, la communauté la plus touchée par la maladie, ne reçoivent pas de sensibilisation ou d'éducation sur la façon d'éviter ou de traiter l'organisme potentiellement mortel, ajoute Wilkins.

La neurocysticercose « existe principalement dans les populations marginalisées, les immigrants hispaniques », ajoute Wilkins.

Les National Institutes of Health classent la neurocysticercose comme la principale cause d'épilepsie dans le monde, et l'Organisation mondiale de la santé (OMS) estime que les ténias infectent 50 millions de personnes dans le monde. Le CDC indique qu'environ 1 900 personnes reçoivent un diagnostic de neurocysticercose aux États-Unis chaque année.

Selon une étude de janvier 2012 PLOS Maladies tropicales négligées, la Californie porte une grande partie du fardeau avec 304 cas hospitalisés en 2009, l'année la plus récente pour laquelle des statistiques existent. Quatre-vingt-cinq pour cent des patients en Californie ont été identifiés comme latino-américains et 72 pour cent ont été signalés dans la moitié sud de l'État.

Le pourcentage élevé de cas latinos n'est pas surprenant. La neurocysticercose est courante dans les pays du tiers-monde en Asie, en Afrique et en Amérique latine. Les symptômes révélateurs de la maladie tels que la paralysie, les maux de tête extrêmes et les crises chroniques se présentent sous forme de masse. Les individus contractent la neurocysticercose après avoir été infectés par des porteurs de ténia. Les immigrants voyageant entre les pays, tels que les travailleurs migrants, sont souvent des hôtes involontaires du ténia, transportant la maladie à travers les frontières dans leurs entrailles.

Les scientifiques ne savent pas trop comment cela fonctionne, mais les larves de ténia semblent avoir développé une sécrétion chimique qui empêche le système immunitaire du corps humain de faire irruption dans leur banquet. Les gens peuvent vivre pendant des décennies sans aucun symptôme de neurocysticercose parce que les larves de ténia brisent les défenses naturelles. Malheureusement, les larves de ténia ne peuvent pas vivre éternellement.

« Tant qu'il est vivant, c'est un problème, mais quand il commence à mourir, c'est un problème plus grave », dit Despommier.

Lorsque les larves meurent, l'équilibre chimique est rétabli et le système immunitaire commence à attaquer, provoquant des maux de tête, des convulsions et une paralysie. Alvarez dit qu'elle a souffert de maux de tête débilitants pendant 20 ans avant son diagnostic, mais qu'elle a probablement consommé des œufs de ténia bien plus tôt que cela. Quand Alvarez a immigré aux États-Unis en

à la fin des années 1980, elle se plaint aux médecins américains d'une douleur si absolue qu'elle l'aveugle et la fait vomir.

"C'est une histoire très typique", explique Darvin Scott Smith, chef des maladies infectieuses à l'hôpital Kaiser.

De nombreux médecins, même ceux des régions très peuplées d'importantes populations d'immigrants, ne connaissent pas la maladie et ne savent pas comment la diagnostiquer, ajoute-t-il. Même de nombreuses organisations de santé qui ciblent les Latinos n'avaient jamais entendu parler de la neurocysticercose et ont déclaré que leurs institutions ne finançaient pas la recherche ou la sensibilisation communautaire.

Personne ne se soucie de cette maladie, et ils devraient, sinon d'un point de vue humanitaire que d'un aspect fiscal, explique Wilkins, un scientifique du CDC.

Des médicaments tels que l'Ablendazole et certains stéroïdes, qui sont utilisés pour traiter les ténias et l'enflure du cerveau, sont relativement peu coûteux – quelques centaines de dollars au maximum. Attendez que ce soit un problème sérieux, cependant, et que le montant en dollars augmente considérablement.

Le CDC rapporte le coût moyen de la neurocysticercose à 37 600 $ par hospitalisation.

Le mode de paiement le plus courant est Medicaid, un service public financé par l'impôt. Dans le comté de Los Angeles, l'impact économique est encore plus prononcé, coûtant en moyenne 66 000 $, l'augmentation probablement due au coût élevé des soins de santé dans l'État, explique Frank Sorvillo, professeur d'épidémiologie à l'Université de Los Angeles.

Malgré une diminution marquée de l'immigration au cours des dernières années, le nombre de cas de neurocysticercose est resté relativement constant depuis 2001, alors qu'il y avait 386 hospitalisations enregistrées en Californie. Cela suggère que le parasite s'est implanté aux États-Unis, dit Sorvillo.

Ces chiffres sont probablement sous-estimés. Seuls cinq États – New York, Californie, Texas, Oregon et Illinois – signalent la maladie et les données sont incohérentes. Souvent, les services s'appuient les uns sur les autres pour s'occuper de la paperasse, et les chiffres ne sont jamais enregistrés, dit Smith. En conséquence, on ne sait pas grand-chose sur les épidémies de ténia aux États-Unis – ou sur les parasites eux-mêmes. Les scientifiques considèrent encore une grande partie de leur cycle de vie comme un mystère.

Les ténias du porc, ou Taenia solium, sont des organismes complexes. Ils existent en trois stades de vie : œuf, larve et adulte, mais leur croissance n'est pas une progression directe d'une forme à l'autre. Les larves de ténia pénètrent dans le corps lorsque les humains mangent du porc contaminé.

Les bébés, de la taille d'un petit pois, se frayent un chemin dans l'intestin grêle et s'y attachent, en utilisant des rangées de dents en forme de grappin pour faire de minuscules tranches dans la chair molle des parois intestinales. Les parasites s'accrochent aux surfaces glissantes de leurs nouvelles maisons et commencent à drainer les nutriments de leur hôte. Si tout se passe bien, les adultes peuvent atteindre 20 pieds de long.

Cela semble désagréable, mais si vous allez contracter un ténia, s'occuper de 20 pieds d'invertébrés est vraiment la voie à suivre. Les chercheurs disent que l'adulte Taenia solium est relativement inoffensif et asymptomatique. Le vrai problème commence quand ils commencent à se reproduire au sein de leur hôte humain.

Les ténias adultes sont constitués de centaines de segments appelés proglottis. Le parasite pousse comme un ongle, le plus récent ajout à la tête et l'ancien matériel à la pointe. Les proglottis supérieurs contiennent des oeufs — des milliers d'eux. Au cours d'un cycle de vie naturel, les proglottis sont rejetés par l'anus de leur hôte. Un membre de la famille, un ami ou un cuisinier de restaurant infecté par un ténia adulte peut sécréter quotidiennement des dizaines de milliers d'œufs de ténia, qui peuvent être facilement ingérés par d'autres.

Cependant, être infecté par les œufs n'entraîne pas un ténia adulte. Les œufs se transforment simplement en larves et ne poussent plus. Selon la parasitologue Judy Sakanari de l'Université de Californie à San Francisco, personne ne sait vraiment pourquoi. Contrairement à la plupart des animaux dont le cycle de vie suit un modèle enfant-adolescent-adulte, ces œufs ne mûriront jamais jusqu'à l'âge adulte. Leur développement est retardé au stade larvaire, ce qui leur permet de chevaucher la circulation sanguine. Ils utilisent leurs crochets pour déchirer les tissus et accéder à des points chauds riches en nutriments. Certaines de ces faucheuses miniatures finissent par se frayer un chemin dans le cerveau. C'est là que les problèmes commencent et s'arrêtent.

Lorsqu'elles sont vivantes, les larves ne sont pas aussi dangereuses que lorsqu'elles sont mortes. Le cerveau calcifie les larves mortes et, souvent, une intervention chirurgicale est nécessaire pour les éliminer. Cela augmente les coûts pour l'hôpital et draine les fonds de Medicaid. L'État de Californie ne répond pas au problème, dit Wilkins, car il n'y a pas assez de fonds pour s'attaquer à chaque bogue qui s'infiltre dans une communauté. Les responsables de la santé doivent choisir quelles maladies nécessitent le plus de ressources. Jusqu'à présent, la neurocysticercose n'en faisait pas partie.

Dans une proposition de 2000 déposée par l'OMS, les médecins ont appelé à une surveillance internationale de la neurocysticercose. Ils ont fait valoir que la surveillance était la clé de l'éradication, que les statistiques étaient primordiales si les gouvernements du monde entier avaient le moindre espoir de réduire l'épilepsie et d'améliorer la qualité de vie. Jusqu'à présent, la pétition n'a pas connu beaucoup de succès.

Début janvier 2011, le Dr Smith de Redwood City, en Californie, a célébré son anniversaire dans la salle d'opération de l'hôpital Kaiser, observant la chirurgie cérébrale de Sara Alvarez. Des professionnels de la santé ont coupé les cheveux de Sara, retiré avec précaution des couches de peau et coupé une partie de son crâne. Quelques heures plus tard, le chef des maladies infectieuses a vu un neurochirurgien arracher une larve de ténia calcifiée de la tête de Sara.

Avant qu'elle ne soit diagnostiquée, Alvarez n'avait jamais entendu parler de neurocysticercose, et elle ne sait toujours pas qui lui a donné les ovules. Cela aurait pu être une rencontre fortuite, ou l'un de ses proches pourrait être porteur. Elle ne le saura jamais avec certitude. L'hôte peut rester non détecté et contagieux, propageant la maladie - des milliers d'œufs à la fois.

Histoire et images avec la permission de Sara Alvarez et du Dr Darvin Scott Smith

Les opinions exprimées sont celles des auteurs et ne sont pas nécessairement celles de Scientific American.