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De nombreuses patientes atteintes de cancer du sein développent des résistances au traitement standard médicamenteux visant à empêcher la croissance des cellules cancéreuses.

L’équipe du Pr Didier Picard, de l’Université de Genève, a identifié un régulateur moléculaire impliqué dans ces mécanismes de résistance. La perte de ce régulateur conduit à la prolifération des cellules cancéreuses - même si elles sont traitées - par une voie de signalisation qui peut elle-même être inhibée par un autre traitement. Les découvertes de cette équipe permettent d’envisager une double thérapie chez certaines patientes dont les tumeurs ne répondent plus au traitement standard. Ces travaux sont à lire dans la revue Cancers.

Chacune de nos cellules contient environ 40 millions de protéines qui accomplissent ensemble toutes les tâches nécessaires à sa survie. Pour y parvenir, les différentes protéines doivent être concentrées en quantités spécifiques, au bon endroit au bon moment. Le processus qui permet le déroulement sans accrocs d’une distribution si précise se déroule à des résolutions spatiales si infimes que les outils standard de biologie cellulaire sont souvent incapables de le détecter.

Pour comprendre comment fonctionne ce mécanisme, des scientifiques du groupe de la Pre Monica Gotta de l’Université de Genève ont développé une approche novatrice qui combine des expériences de génétique et de biologie cellulaire à une modélisation faisant appel à la physique. Grâce à des algorithmes spécifiques, ils/elles ont simulé en 3D et sous forme dynamique la formation de gradients de protéines et ont pu expliquer ces phénomènes complexes. De plus, leur modèle peut être adapté à d’autres systèmes biologiques pour étudier la dynamique des protéines. Ces résultats sont à découvrir dans les Proceedings of the National Academy of Sciences.

Les personnes souffrant de troubles du spectre autistique présentent toutes des difficultés comportementales caractéristiques. Néanmoins, la grande hétérogénéité des symptômes reste l’une des grandes interrogations des scientifiques et des médecins.

Si l’on soupçonnait un lien entre le processus inflammatoire et l’autisme, l’équipe de la Pre Camilla Bellone de l’Université de Genève, dans le cadre du Pôle de Recherche National Synapsy, décrypte pour la première fois, chez des souris porteuses d’une vulnérabilité génétique, comment une modification de l’environnement cellulaire déclenche l’apparition de symptômes autistiques. En cause ? Un déséquilibre dans l’expression d’une série de gènes dû à une inflammation massive (conséquence d’une réponse immunitaire à l’administration d’un produit pharmacologique) qui entraîne alors une hyperexcitabilité des neurones du système de la récompense. Ces résultats, à découvrir dans la revue Molecular Psychiatry, apportent une première preuve des interactions étroites entre gènes et environnement dans les dysfonctionnements sociaux typiques des troubles autistiques.

Le vol coordonné des nuées d’étourneaux, l’organisation des réseaux neuronaux ou encore la construction d’une fourmilière: la nature regorge de systèmes complexes dont le comportement peut être modélisé grâce à des outils mathématiques. Il en va de même pour les motifs labyrinthiques formés par les écailles vertes ou noires du lézard ocellé.

Une équipe pluridisciplinaire de l’Université de Genève, incluant le groupe du Prof. Michel Milinkovitch, a pu expliquer, grâce à une équation mathématique très simple, la complexité du système qui génère ces motifs. Cette découverte contribue à une meilleure compréhension de l’évolution des patrons de coloration de la peau: le processus permet de très nombreuses localisations différentes des écailles vertes ou noires mais aboutit toujours à un motif optimal pour la survie des lézards. Ces travaux sont à lire dans la revue Physical Review Letters.

Le plus petit poisson au monde, le Paedocypris, ne mesure que 7 millimètres. Autant dire rien, comparé aux 9 mètres du requin-baleine. Tous deux partagent pourtant un grand nombre de gènes et une même anatomie, avec des nageoires dorsales et caudales, des branchies ou encore un estomac et un cœur, mais ces organes sont à une échelle mille fois plus petite pour le premier ! Par quel mécanisme les organes et les tissus de ce poisson miniature s’arrêtent-ils de grandir très rapidement, contrairement à ceux de leur cousin géant ?

Une équipe pluridisciplinaire emmenée par le groupe du Prof. Marcos González-Gaitán de l’Université de Genève, et des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la Physique des Systèmes Complexes (MPIPKS) à Dresde en Allemagne, a pu répondre à cette question fondamentale en s’appuyant sur des études physiques et une équation mathématique, comme le révèlent ses travaux publiés dans la revue Nature.

Le développement embryonnaire suit des étapes délicates: pour que tout se passe bien, de nombreux gènes doivent en effet coordonner leur activité selon un schéma et un tempo très minutieux. Cette mécanique de précision a parfois des ratés qui conduisent à des malformations plus ou moins handicapantes.

En étudiant le gène Pitx1, l’un des gènes impliqués dans la construction des membres inférieurs, l’équipe du Pr Guillaume Andrey de l’Université de Genève a découvert comment une petite perturbation dans le processus d’activation de ce gène est à l’origine du pied-bot, une malformation courante des pieds. Même un gène parfaitement fonctionnel ne peut agir correctement en l’absence de l’un de ses interrupteurs génétiques. Ces courtes séquences d’ADN donnent en effet le signal de transcription de l’ADN en ARN, et s’avèrent indispensables à ce mécanisme. Quand un seul de ces interrupteurs manque, la proportion de cellules où le gène est actif diminue, empêchant les membres inférieurs de se construire correctement. Ces résultats, à découvrir dans la revue Nature Communications, mettent en lumière le rôle jusqu’ici largement sous-estimé des interrupteurs génétiques dans les troubles développementaux.

Avec plus de 10% de la population mondiale obèse et 40% en surpoids, l’obésité constitue l’un des défis sanitaires les plus cruciaux. Les options thérapeutiques restent néanmoins rares et peu efficaces.

Il y a quelques années, des scientifiques du groupe du Pr Mirko Trajkovski de l’Université de Genève avaient découvert que la surface d’absorption et la fonction de l’intestin se modifiaient sous l’effet de certains stimuli externes, comme par exemple l’exposition au froid.

En utilisant différents modèles de souris combinés à des biopsies intestinales humaines, ces chercheurs décryptent aujourd’hui les mécanismes moléculaires régissant cette surprenante plasticité et montrent qu’une nourriture plus abondante augmente la surface de l’intestin et sa capacité d’absorption. En cause, l’expression accrue de PPARα, une protéine régulatrice qui s’avère indispensable au mécanisme d’augmentation de la capacité d’absorption des calories induite par la suralimentation. En outre, si des quantités élevées de nourriture augmentent la surface d’absorption de l’intestin, la restriction alimentaire peut inverser le processus et le ramener à un niveau proche de la normale. Ce phénomène a d’ailleurs pu être reproduit grâce à des techniques pharmacologiques et génétiques, suggérant ainsi des stratégies qui pourraient potentiellement limiter l’obésité. Des résultats à découvrir dans la revue Nature Communications.

Le cortex cérébral, situé à la surface du cerveau, gère les facultés cognitives, le langage ou encore les fonctions complexes nous permettant de nous représenter le monde ou de nous projeter dans le futur. En étant capable de catégoriser et d’associer les stimuli lui parvenant de nos cinq sens, le cortex fait les liens entre ces différentes informations pour leur donner un sens et agir en conséquence. Pour ce faire, différents types de neurones établissent des connexions corticales qui se mettent en place lors du développement embryonnaire, puis dans les premiers temps de vie. Mais par quel mécanisme biologique cet assemblage délicat se crée-t-il ?

L’équipe du Prof. Denis Jabaudon de l’Université de Genève décrypte pour la première fois ce phénomène: si les neurones sont anatomiquement différents, leur programme génétique reste, lui, très similaire. Il s’avère que les différences émergent au moment de la maturation de ces neurones, qui doivent suivre un rythme précis pour établir les bonnes connexions, sans quoi une connectivité anormale s’établit. Des résultats surprenants à découvrir dans la revue Nature.

L’endosperme, tissu entourant l’embryon de la plante dans la graine, a longtemps été perçu comme un tissu nourricier délaissé une fois achevée la transition vers la jeune plante, dite plantule.

Une équipe suisse, dirigée par des scientifiques du groupe du Prof. Luis Lopez-Molina de l’Université de Genève, montre aujourd’hui que l’endosperme joue également un rôle primordial pour le bon développement de la plantule après la germination. Il agit notamment sur la formation de la cuticule, cette couche protectrice essentielle pour la survie des végétaux. Les biologistes observent que ces nouvelles fonctions attribuées à l’endosperme sont indépendantes de sa capacité à fournir les nutriments et sont médiées par la production de molécules spécifiques. Ces travaux sont à lire dans la revue Developmental Cell.

En biologie évolutive, la «théorie de l’histoire de vie», proposée pour la première fois dans les années 1950, postule que lorsque l’environnement est favorable, les ressources utilisées par les organismes sont consacrées à la croissance et à la reproduction. À l’inverse, en milieu hostile, les ressources sont transférées vers des programmes dits de maintenance, tels que la conservation de l’énergie et la défense contre les attaques extérieures.

Des scientifiques des groupes du Pr Mirko Trajkovski et du Pr Doron Merkler de l’Université de Genève ont développé cette idée pour l’appliquer à un domaine spécifique de la médecine: l’activation erronée du système immunitaire à l’origine des maladies auto-immunes. En étudiant des souris souffrant d’un modèle de sclérose en plaques, l’équipe de recherche a décrypté comment l’exposition au froid poussait l’organisme à détourner ses ressources du système immunitaire vers le maintien de la chaleur corporelle. Ainsi, lors de l’exposition au froid, le système immunitaire diminuait son activité néfaste, atténuant considérablement l’évolution de la maladie auto-immune. Ces résultats, présentés en couverture de la revue Cell Metabolism, posent les bases d’un concept biologique fondamental sur l’allocation des ressources énergétiques.