Histoire de violettes

La violette (Viola odorata) était une fleur honorée par les dieux de l’Olympe et ils avaient parfaitement raison sans le savoir car cette plante au parfum délicat est aussi une source, comme des centaines d’autres plantes beaucoup moins odorantes, d’un petite protéine unique en son genre qui fait l’objet de toutes les attentions. Il s’agit d’un peptide de la famille des cyclotides, c’est-à-dire cyclique, dont la structure est fermement renforcée par la présence de trois ponts soufre-soufre. Quand vous mangez des courges ou des lentilles vous ignorez que vous ingérez ce genre de produit aux propriétés uniques. D’une part les cyclotides sont indigestes, ils persistent donc dans l’intestin et peuvent éventuellement se retrouver dans le sang, et d’autre part ils présentent des propriétés biologiques remarquables.

Pour remonter brièvement dans l’histoire de la découverte de ces substances il faut remonter aux années 1960 lorsqu’une mission de la Croix-Rouge au Congo remarqua que les femmes sur le point d’accoucher buvaient une tisane préparée à partir d’une plante médicinale (Oldenlandia affinis) facilitant le travail en provoquant des contractions de l’utérus. Il fallut plus de 25 années pour élucider la structure de la substance active qui se révéla être de la kalata B1, du nom traditionnel de cette plante médicinale qu’on retrouve justement dans la violette et dont je vous livre la structure (www.cybase.org.au) :

La kalata B1 est stable à 100 °C, résiste aux enzymes de la digestion, présente des propriétés antibactériennes, insecticides, nématicides et même antivirales contre le HIV en particulier. On peut donc presque dire que c’est un don des dieux et parmi les 532 cyclotides actuellement référencés, en cherchant bien et en y apportant quelques petites modifications on pourra trouver des applications thérapeutiques qu’on ne soupçonne même pas aujourd’hui.

La Clitoria terneata, une plante de la famille des fabacées dont le nom scientifique rappelle un organe féminin bien connu, utilisée en médecine ayurvédique pour diverses pathologies, est particulièrement riche en cyclotide et une équipe de biologistes de l’Université de Vienne en Autriche a montré que la kalata B1 présentait des propriétés stabilisantes pour la sclérose en plaques avec un modèle de souris génétiquement modifiées développant cette maladie invalidante et mortelle pour laquelle il n’existe aucun traitement.

La sclérose en plaque est une maladie auto-immune qui détruit progressivement les terminaisons neuronales. Les lymphocytes T sont les principaux responsables du développement de la maladie. À la suite d’une observation montrant que la kalata B1 inhibait la prolifération des lymphocytes T en interférant avec la régulation de l’interleukine-2 sur ces derniers, en toute logique on pouvait s’attendre à un effet bénéfique sur ces souris modèles. C’est ce qui a été effectivement montré en administrant par voie orale la kalata B1 à ces souris modèles en suivant le développement de la maladie au cours du temps. De plus l’apparition des premiers symptômes a été notablement retardée par un traitement préventif à l’aide de kalata B1.

Par synthèse chimique totale mise au point par cette même équipe de biologistes, il a pu être montré également que des modifications ponctuelles de la séquence d’amino-acides de la kalata B1 avaient de profonds effets sur l’activité d’immunosuppression. La mise au point de méthodes de synthèse totale des cyclotides et l’immense diversité de ces derniers ouvrent un large éventail d’investigations pharmacologiques et cliniques dans de nombreux domaines thérapeutiques.

Source : http://www.pnas.org/cgi/contents/short/1519960113 en accès libre

Les « mésaventures » de Ono Pharmaceutical (Japon)

Suivant une logique imparable les biologistes de la société Ono produisirent il y a une dizaine d’années un anticorps monoclonal agissant comme immunomodulateur. Ces biologistes avaient une petite idée derrière la tête (je ne sais pas d’où provient cette expression) pour traiter certaines formes de cancer. On savait que certaines cellules cancéreuses inhibent les lymphocytes T car elle présentent à leur surface un protéine signal qui se lie à ces lymphocytes et par conséquent le système immunitaire n’est plus capable de reconnaître ces cellules qu’elles ont pour mission de tuer afin de préserver la santé de l’ensemble de l’organisme. Cette protéine s’appelle le PD-1, PD voulant dire programmed death (mort programmée). L’idée était de traiter des patients avec cet anticorps qui, en allant se fixer sur les cellules tumorales, permettrait aux lymphocytes T de faire leur travail de nettoyage.

Quand les autorités d’Ono allèrent frapper à la porte des hôpitaux de Kyoto et d’Osaka ils se heurtèrent à une fin de non-recevoir car les médecins étaient habitués aux drogues cytotoxiques et un nouveau protocole leur semblait sinon inefficace du moins risqué même si la vie de certains patients était en grave danger. Ils essuyèrent même des commentaires du genre : »votre truc n’aura pas plus d’effet que de manger des champignons ». Cette drogue de nouvelle génération reçut le nom d’Optivo (Novilumab) et Bristol-Myers-Squibb finit par obtenir le feu vert des régulateurs à la suite d’essais cliniques particulèrement satisfaisants avec des tumeurs non résécables et certaines formes de mélanomes comme on va le découvrir.

La société Ono était tout simplement en avance sur son temps et ce n’est qu’en 2013 que les drogues entrant dans la catégorie de l’immuno-oncologie ont été reconnues comme une immense avancée dans le traitement de cancers récalcitrants aux chimiothérapies classiques.

L’Optivo n’est pas une chimiothérapie car il s’agit d’un anticorps qui va favoriser les propres défenses immunitaires de l’organisme du malade sans provoquer d’effets secondaires parfois terribles des chimiothérapies classiques. L’Optivo a été définitivement homologué en 2014 pour le traitement des mélanomes aux USA, en 2015 en Europe avec également le traitement des cancers squameux du poumon. Enfin, à la suite d’essais cliniques également couronnés de succès, cette drogue particulière a été homologuée en monothérapie pour les cancers du rein. Les traitements en cours sur des patients souffrant de mélanome, une forme de cancer mortel, a montré que près de 80 % des patients avaient survécu après deux ans à la suite du traitement avec cet anticorps.

Naturellement la compétition est devenue féroce pour diverses raisons. D’une part les effets secondaires de ce traitement se sont limités à quelques cas de pneumonite, une inflammation des poumons non liée à une invasion bactérienne ou virale. Bref, la société Ono, détentrice des droits de propriété industrielle de ce produit a découvert la poule aux oeufs d’or car le traitement n’est pas à la portée de toutes les bourses puisqu’il coûte 12500 dollars par mois.

Pour mettre à terre ses concurrents, notamment Merck, Ono finance actuellement des essais cliniques sur 20 autres formes de cancer incluant certaines leucémies. Au tout début de cette aventure il s’agissait d’un véritable coup de poker, une idée qui avait germé dans la tête de l’éminent immunologiste Tasuku Honjo de l’Université de Kyoto. Il fallut plusieurs années pour qu’Ono trouve une société qui accepte de financer les essais cliniques. Ils trouvèrent un petit laboratoire américain du nom de Medarex, une émanation de l’Université de Dartmouth aux USA. Les premiers essais cliniques concluants amenèrent Bristol-Myers à racheter Medarex tout en poursuivant la collaboration avec Ono. Merck est actuellement poursuivi en justice avec son Keytruda, une copie quasiment conforme de l’Optivo et Ono perçoit de confortables royalties de BMS pour les ventes hors Japon, Corée et Taiwan. En ce qui concerne le Japon, pays où c’est l’administration de la santé qui fixe les prix (et non le contraire comme dans beaucoup de pays), le traitement par l’Optivo qui coûte 1,15 millions de yens par mois (environ 10000 euros) pour un mélanome et jusqu’à 2,6 millions de yens par mois pour un cancer du poumon va certainement voir son prix revu et fixé autoritairement à la baisse. Néanmoins le cours du titre Ono à la bourse de Tokyo a quintuplé en 5 ans …

Comme a coutume de le dire le CEO d’Ono, Gyo Sagara : « ne jamais s’avouer vaincu », une devise profondément ancrée dans l’attitude des Japonais.

Source : Bloomberg, illustration : Adv Med Oncol. 2015 Mar; 7(2): 85–96. Nivolumab = Optivo.

doi:  10.1177/1758834014567470

La perception de la douleur ne respecte pas la théorie du genre !

On sait que les femmes sont plus sensibles à la douleur que leur contrepartie masculine. Les traitements dont le but est de juguler les douleurs chroniques peuvent être satisfaisants chez les hommes mais inefficaces chez les femmes et on ne sait toujours pas pourquoi il existe une telle différence. Or, au cours des études en laboratoire, les biologistes ont toujours eu tendance à privilégier les rats et les souris mâles pour leurs investigations. Il est donc de ce fait évident qu’un biais soit introduit dès les premiers travaux de recherche d’un nouveau médicament permettant de lutter contre les douleurs chroniques. Une nouvelle molécule active sur des rats mâles ne le sera pas nécessairement dans les mêmes proportions chez des rats femelles. Il devient donc opportun d’effectuer les essais en laboratoire sur des rongeurs des deux sexes puis les essais cliniques également répartis entre femmes et hommes.

En effet les mécanismes de la perception de la douleur au niveau de la moelle épinière et du cerveau viennent d’être explorés en détail et ça ne fonctionne probablement pas de la même façon chez les femmes et chez les hommes. Pour être inattendu, ce résultat pose néanmoins de réels problèmes tant éthiques que médicaux, car à l’évidence la théorie du genre est mise à mal. L’hypothèse initiale voulait que la douleur soit transmise du site d’une blessure ou d’une inflammation vers le cerveau via des cellules appelées microglia (peut-être de la microglie en français mais je n’en suis pas certain). L’étude réalisée à la McGill University au Canada sous la direction du Docteur Jeffrey Mogil montre que le mécanisme de transmission du signal de la douleur chronique aux neurones se fait bien par l’intermédiaire des cellules microgliales chez les souris mâles mais pas chez les souris femelles. Pour les femelles il s’agit de lymphocytes T.

Pour comprendre comment les choses se passent intimement il faut faire un petit rappel sur le rôle de ces cellules qui sont très proches mais tout de même différentes. L’ensemble cerveau-moelle épinière est isolé du reste de l’organisme par ce qu’on appelle la barrière méningée. Les anticorps ne peuvent pas traverser cette barrière et en cas d’agression microbienne le cerveau doit se « débrouiller » tout seul et ce sont ces petites cellules proches de celles de la glie, le tissu cellulaire de soutien des neurones, qui sont en charge de protéger l’ensemble du système cerveau-tronc cérébral. Les cellules microgliales sont en quelque sorte dormantes et en cas d’agression elles se multiplient, se déplacent comme des amibes et font leur travail de protection. Les cellules microgliales représentent environ 15 % de l’ensemble du matériel cellulaire du cerveau. Ces cellules interagissent avec les neurones et transmettent donc les signaux de douleur au cerveau. C’est le cas chez les mâles, du moins les souris, mais chez les femelles, ce sont des lymphocytes T qui font ce travail. Or les lymphocytes qui proviennent de la moelle osseuse ne sont pas censés traverser la barrière cérébrale. Cependant, l’organisme a trouvé une astuce pour qu’ils pénètrent dans l’espace cérébral quand ils sont encore peu différenciés puis ils restent dans le cerveau et jouent le rôle de sentinelle immunologique, pour faire bref. Chez les femelles ils ont aussi pour mission ce rôle de transmission des signaux de douleur vers les neurones.

Pourquoi existe-t-il cette différence liée au sexe, on n’en sait rien, bien qu’on ait une petite idée (voir infra) mais ce qui est maintenant certain c’est qu’il va falloir très sérieusement envisager une toute autre stratégie de recherche de médicaments anti-douleurs spécifiques pour les femmes car il n’y a aucune raison que cette situation très basique dans l’évolution du mécanisme de transmission de la douleur chez les souris soit différente chez les êtres humains.

On est donc confronté avec un dimorphisme fonctionnel lié au sexe. Les amateurs de la théorie du genre en auront pour leurs frais car finalement, et ce n’est pas du tout étonnant, même au niveau cellulaire cérébral, les femelles et les mâles sont différents.

Comment cette découverte a pu être faite ? Il s’agit d’une sorte d’enquête policière où deux suspects ayant trempé dans une truc pas très clair pour ne pas dire border-line doivent être différenciés par leurs empreintes génétiques. Pour ce faire il existe des produits chimiques qui inhibent la réponse des cellules microgliales aux signaux d’hypersensibilité le plus souvent mécaniques conduisant à des douleurs chroniques. Pour les curieux il s’agit, entre autres produits chimiques, de la minocycline ou encore du fluorocitrate. Les souris mâles réagissent très lentement à la douleur après ce traitement surtout quand on leur a au préalable lésé un nerf pour les besoins de l’expérience et non pas par pure cruauté. Les femelles restent tout aussi sensibles à la douleur, ce qui indique que le mécanisme de transmission de la douleur vers les neurones n’est pas le même chez les femelles. L’une des possibilités serait que les cellules microgliales soient plus abondantes chez les mâles que chez les femelles avec en parallèle une surabondance de lymphocytes T chez les femelles. Le mécanisme de transmission de la douleur aurait donc favorisé selon le sexe l’une ou l’autre de ces cellules. Ce dimorphisme sexuel du système immunitaire n’est pas nouveau car il existe bel et bien des différences au niveau de l’activation des cellules T liées à une expression de certains gènes soumis à une régulation dépendant du taux de testostérone circulante. On comprend mieux dès lors que les femmes soient plus sensibles aux douleurs chroniques d’origine inflammatoire car elles disposent d’un système de transmission du signal de la douleur plus efficace que chez les hommes car les cellules T réagissent, pourrait-on dire, plus violemment et plus rapidement à la douleur.

L’illustration tirée de l’article paru dans Nature Neuroscience et aimablement communiqué par le Docteur Jeffrey Mogil pour rédiger ce billet montre à quel point cette différence entre mâles et femelles est frappante.

Brièvement l’expérience consiste à planter une aiguille dans un nerf d’une patte arrière de la souris (SNI pour spared nerve injury). La souris réagit ensuite à la douleur et la réaction est enregistrée. On injecte alors une substance, ici de la minocycline (MCL) qui inhibe la réponse des cellules microgliales. On touche alors la patte dont le nerf a été lésé préalablement pour induire une douleur, expérimentation qui reproduit les douleurs chroniques chez l’homme, la réaction de la souris à la douleur est mesurée par sa réactivité à retirer sa patte quand celle-ci est atteinte par une petite pointe de nylon. Les mâles (en bleu) traités par la minocycline réagissent beaucoup plus lentement que les femelles, même pas du tout durant les 60 minutes suivant l’injection de la drogue en comparaison du contrôle (BL) avant la lésion nerveuse avec une relation dose-effet. La minocycline n’a aucun effet sur la réponse à la douleur chronique chez les femelles (en rose).

Si ce type d’expérience peut paraître barbare pour les membres actifs des ligues de protection des animaux, c’est à ce prix qu’on découvre de nouvelles drogues pour combattre les douleurs chroniques qui proviennent, comme on peut le constater avec ce travail, de la réaction des cellules du système immunitaire microglial du cerveau. Cette différence entre sexes, liée au taux de testostérone circulant, maintenant démontrée clairement, va permettre de rechercher des drogues mieux adaptées aux douleurs chroniques chez la femme où les cellules T sont impliquées dans le processus de signalisation des douleurs chroniques classées sous le terme générique d’allodynie.

Source : Nature Neuroscience ( doi:10.1038/nn.4053 ). Je tiens à la disposition de mes lecteurs curieux l’article aimablement communiqué par le Docteur Jeffrey S. Mogil de l’Université McGill qui est ici chaleureusement remercié.

Illustrations : McGill University et Nature Neuroscience

La maladie de Parkinson : une maladie auto-immune ?

Les causes de la mort des neurones dopaminergiques du cerveau au cours du développement de la maladie de Parkinson sont toujours inconnues. De nombreuses hypothèses ont été formulées mais aucun fait scientifique n’a pu encore apporter d’explication satisfaisante. Tout ce que l’on sait est que les neurones meurent irrémédiablement et les thérapies existantes ne sont que des palliatifs à la déficience accrue en dopamine. L’a priori est qu’au niveau des neurones il n’y a pas d’antigènes de surface susceptibles d’être reconnus par le système immunitaire mais ce dogme pourrait être remis en cause à la suite d’une observation faite par l’équipe du Professeur de neurobiologie David Sulzer à l’Université Columbia. Quand une cellule est attaquée par un virus ou une bactérie, elle extériorise des antigènes en provenance de ces agents pathogènes à l’extérieur de leur membrane cellulaire. Le système immunitaire reconnaît alors ces antigènes à l’aide des lymphocytes T et ces derniers tuent la cellule supposée dangereuse. Le fait que les neurones ne possèdent pas cette faculté d’exposer des antigènes à leur surface est expliqué par le fait que la capacité de régénération des neurones dans le cerveau est sinon impossible du moins extrêmement limitée. Or ce dogme vient d’être remis en cause et rend donc possible que la maladie de Parkinson puisse être au moins en partie d’origine auto-immune ou que le processus d’attaque par les lymphocytes T apparaisse durant la phase terminale de la maladie. Certains neurones, au moins chez la souris, expriment le complexe majeur d’histocompatibilité qui sert de récepteur pour les lymphocytes T. Cette situation n’avait pas été observée avec les neurones d’origine humaine. L’équipe de l’Université de Columbia vient de prouver le contraire : des neurones à catécholamine de la substance grise et du locus coeruleus d’origine humaine étaient capables d’exprimer le complexe d’histocompatibilité et qu’il en était de même pour des neurones dopaminergiques dérivés de cellules souches. Par exemple les neurones catécholaminergiques (sécrétant la norépinéphrine et l’épinéphrine) de souris en culture sont très sensibles à l’induction du complexe d’histocompatibilité par l’interféron en comparaison des autres types de neurones en culture. D’autres stimuli ont également été découvert comme l’alpha-synucléine dont certains fragments de dégradation sont impliqués dans le développement de la maladie d’Alzheimer ainsi que les stress oxidatifs. L’illustration montre l’alpha-synucléine colorée en rouge par fluorescence avec des anticorps et l’apparition du complexe d’histocompatibilité (fluorescence dans le vert) dans des neurones en culture. En fond noir : complexe d’histocompatibilité et alpha-synucléine, en fond gris microscopie en lumière visible et reconstitution avec les clichés par fluorescence.

Cette situation assez alarmante a été vérifiée en réussissant à induire le complexe d’histocompatibilité avec l’ovalbumine, une protéine étrangère aux neurones et constitutive du blanc d’oeuf, et en présence des lymphocytes T appropriés les neurones étaient condamnés à la mort. Il ressort donc de cette étude qu’une réponse immunitaire indésirable pourrait être éventuellement à l’origine de la maladie de Parkinson et si tel est le cas on est en droit de se demander comment il sera possible de contrôler tous les facteurs pouvant initier l’apparition du complexe d’histocompatibilité à la surface des neurones, de même qu’on est incapable de contrôler les maladie auto-immunes comme le diabète de type I, la sclérose en plaques, la maladie de Guillain-Barré ou encore la maladie coeliaque induite par le gluten …

Source : Columbia University