Padmyst sélection : Bases moléculaires et structurales du vivant - Enjeux scientifiques et médicaux

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ADN, ARN, acides aminés, graisses, huiles, sucres, protéines, vitamines, toxines, oligo-éléments… Ces termes, tout à la fois très familiers et mystérieux, désignent les molécules des organismes vivants. Elles sont les briques élémentaires des systèmes biologiques.

Connaître leurs structures, leurs dynamiques, leurs interactions, leurs assemblages, leurs transformations est essentiel pour comprendre le fonctionnement du vivant, mais aussi pour pouvoir le prédire ou le mimer. Et, si besoin, agir sur lui pour guérir ou utiliser son potentiel à l’échelle industrielle.

Molécules, assemblages moléculaires, circuits métaboliques : comprendre, modéliser, prédire, mimer, modeler

Les recherches menées dans le périmètre de l’institut ont pour objectif de décrire :
- la structure et la dynamique des molécules du vivant, isolées ou associées en complexes ;
- les mécanismes moléculaires de reconnaissance et d’interactions qui mènent à la formation des complexes ;
- les transformations chimiques ou biochimiques de ces molécules ou de ces complexes ;
- leurs fonctions, c’est-à-dire leurs rôles pour le fonctionnement d’une cellule ou d’un organisme, et la manière dont elles sont régulées.

Ces analyses permettent de :

- quantifier, modéliser et prédire les phénomènes biologiques étudiés ;
- moduler les fonctions biologiques, par exemple en modifiant les molécules du vivant, en les mimant et/ou en les assemblant artificiellement.

Ces études sont impliquées dans de nombreux domaines de recherche.

Détermination de la structure en trois dimensions des composants du vivant

Par exemple, la structure d’une protéine ou d’un assemblage de protéines est une donnée essentielle pour concevoir rationnellement des molécules capables de l’empêcher de remplir son rôle. Si la protéine étudiée joue un rôle spécifique dans une pathologie, ce type d’étude peut déboucher sur l’identification de médicaments. Ainsi, la structure atomique du ribosome, une énorme machinerie cellulaire nécessaire à l’expression des gènes, permet de mieux comprendre comment de nombreux antibiotiques agissent sur son fonctionnement et d’imaginer comment les améliorer. À terme, ces travaux permettent de prévenir les mécanismes de résistance qui se développent à grande vitesse, en particulier dans les services de soins intensifs.

Biologie des systèmes et approches d’ensemble

La compréhension d’une fonction biologique donnée repose sur la prise en compte d’un ensemble (aussi appelé réseau) d’interactions et de réactions entre biomolécules qui sont très précisément coordonnées. C’est un des aspects de la "biologie des systèmes ", c’est-à-dire l’intégration d’un ensemble de données pour une analyse quantitative des phénomènes biologiques. On peut ainsi notamment comprendre comment le dérèglement provoqué par une pathologie perturbe la chaîne d’événements en question et proposer de nouvelles approches thérapeutiques.

Molécules mimant le vivant

L’élaboration de molécules mimant celles du vivant, mais modifiées, est très utile dans différents types d’applications telles que des approches d’imagerie "moléculaire", pour mieux voir et comprendre le vivant, ou des tests diagnostiques ou d’imagerie médicale, pour mieux prévenir et traiter les maladies.

Toxicologie et identification des composants nocifs

La caractérisation de la présence de composants nocifs, parfois à l’état de traces et souvent inconnus, dont l’origine est liée aux médicaments ou à notre environnement, ainsi que l’étude de leurs effets biologiques, nécessitent le développement d’approches originales issues de plusieurs disciplines qui constituent la "toxicologie". C’est aujourd’hui une question de société importante. Ce domaine prend un essor spectaculaire, en particulier dans le cadre du Grenelle de l’environnement et des nouvelles directives européennes très exigeantes telles que le règlement REACH (enRegistrement, Evaluation et Autorisation des substances Chimiques), un dispositif de contrôle destiné à mieux gérer les risques environnementaux et sanitaires des substances chimiques.

Déchiffrement des mécanismes énergétiques

L’étude des réactions chimiques impliquées dans des processus biologiques consiste notamment à comprendre les mécanismes de transformation énergétique. Dans le cas de la photosynthèse, c’est-à-dire de la transformation par les plantes de l’énergie lumineuse en énergie chimique, il s’agit de saisir l’efficacité extraordinaire de ce phénomène naturel. Caractériser précisément les molécules biologiques impliquées et les réactions chimiques en jeu pourrait sans doute donner des pistes pour l’élaboration de panneaux solaires plus performants qu’aujourd’hui, mimant les phénomènes naturels, ou pour la fabrication de biocarburants (comme le bio-hydrogène), en domptant les processus du vivant.

Machines moléculaires

La caractérisation des "moteurs" biologiques, c’est-à-dire des protéines qui utilisent de l’énergie (souvent chimique) disponible naturellement pour produire une force mécanique, permet de mieux comprendre différents types de fonctions biologiques, depuis la réplication de l’ADN jusqu’au transport de protéines. Mais c’est aussi une source d’inspiration pour l’élaboration de "machines moléculaires" artificielles. Pour citer un exemple, il est ainsi proposé de réaliser ainsi des "ordinateurs moléculaires" pour le stockage et traitement de l’information au niveau moléculaire.

Diminution des risques industriels et développement durable

Les composants biologiques sont aujourd’hui utilisés pour réaliser l’ensemble des réactions de l’industrie chimique et diminuer d’autant les effets polluants, toxiques et périlleux de l’industrie chimique. C’est le fondement même d’une industrie chimique "verte".

Les trois exemples précédents participent de ce qu’on appelle la "biologie synthétique", c’est-à-dire la réalisation d’un système artificiel avec une fonction donnée, à partir d’éléments biologiques existant naturellement.

Comment étudier les structures et fonctions du vivant ? Une approche multidisciplinaire et intégrée

Ces travaux requièrent des approches combinées, émanant de différentes disciplines, de la biologie, de la chimie, des sciences de l’ingénieur, de l’informatique, de la physique et des mathématiques. Une part de ce champ disciplinaire nécessite donc la mise au point d’instrumentations de pointe pour analyser de manière toujours plus fine et pertinente les briques de base composant le vivant. On peut assimiler ces approches à celles de la mise au point de "lunettes moléculaires" permettant de les voir et les étudier de près, mais aussi, avec un champ plus large, de les intégrer dans la cellule ou dans les fluides biologiques comme le sang, à l’image de ce que ferait un zoom optique.

Les approches biophysiques permettent d'obtenir des "images" du fonctionnement des molécules, depuis le niveau atomique jusqu'à des niveaux plus intégrés comme ceux des machines cellulaires complexes. Les progrès dans les méthodes de détection donnent aujourd’hui aux chercheurs des informations relatives à un édifice moléculaire unique, et non pas à une population, ainsi qu’à ses transitions dynamiques locales.

La modélisation moléculaire entreprend d’unifier les données portant sur les propriétés chimiques, structurales et dynamiques des biomolécules, afin de produire des modèles de leurs fonctions et interactions.

La biochimie permet quant à elle de suivre, de comprendre et d'analyser toutes les transformations qu'assure la cellule : production d'énergie, fabrication de molécules, réparation des lésions, élimination des déchets…

La chimie pour le vivant vise à mimer des molécules ou des réactions biologiques. Elle permet ainsi de fournir des outils pour l’étude de fonctions biologiques ou des médicaments qui contrecarrent une fonction pathologique. Les informations biophysiques et biochimiques sont aussi souvent nécessaires pour comprendre la manière dont les médicaments agissent et pour concevoir ou identifier de nouvelles molécules actives.

Les biomathématiques concernent la modélisation dynamique ou quantitative des systèmes biologiques.

L’approche bio-informatique est enfin une composante indispensable et transversale de ces travaux : elle concerne aussi bien le "mining" (simulation d’une propriété) que la hiérarchisation des analyses réalisées à haut-débit et le traitement ad hoc des innombrables données acquises par des systèmes dédiés de haute technologie.

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ADN, ARN, acides aminés, graisses, huiles, sucres, protéines, vitamines, toxines, oligo-éléments… Ces termes, tout à la fois très familiers et mystérieux, désignent les molécules des organismes vivants. Elles sont les briques élémentaires des systèmes biologiques.

Connaître leurs structures, leurs dynamiques, leurs interactions, leurs assemblages, leurs transformations est essentiel pour comprendre le fonctionnement du vivant, mais aussi pour pouvoir le prédire ou le mimer. Et, si besoin, agir sur lui pour guérir ou utiliser son potentiel à l’échelle industrielle.

Molécules, assemblages moléculaires, circuits métaboliques : comprendre, modéliser, prédire, mimer, modeler

Les recherches menées dans le périmètre de l’institut ont pour objectif de décrire :
- la structure et la dynamique des molécules du vivant, isolées ou associées en complexes ;
- les mécanismes moléculaires de reconnaissance et d’interactions qui mènent à la formation des complexes ;
- les transformations chimiques ou biochimiques de ces molécules ou de ces complexes ;
- leurs fonctions, c’est-à-dire leurs rôles pour le fonctionnement d’une cellule ou d’un organisme, et la manière dont elles sont régulées.

Ces analyses permettent de :

- quantifier, modéliser et prédire les phénomènes biologiques étudiés ;
- moduler les fonctions biologiques, par exemple en modifiant les molécules du vivant, en les mimant et/ou en les assemblant artificiellement.

Ces études sont impliquées dans de nombreux domaines de recherche.

Détermination de la structure en trois dimensions des composants du vivant

Par exemple, la structure d’une protéine ou d’un assemblage de protéines est une donnée essentielle pour concevoir rationnellement des molécules capables de l’empêcher de remplir son rôle. Si la protéine étudiée joue un rôle spécifique dans une pathologie, ce type d’étude peut déboucher sur l’identification de médicaments. Ainsi, la structure atomique du ribosome, une énorme machinerie cellulaire nécessaire à l’expression des gènes, permet de mieux comprendre comment de nombreux antibiotiques agissent sur son fonctionnement et d’imaginer comment les améliorer. À terme, ces travaux permettent de prévenir les mécanismes de résistance qui se développent à grande vitesse, en particulier dans les services de soins intensifs.

Biologie des systèmes et approches d’ensemble

La compréhension d’une fonction biologique donnée repose sur la prise en compte d’un ensemble (aussi appelé réseau) d’interactions et de réactions entre biomolécules qui sont très précisément coordonnées. C’est un des aspects de la "biologie des systèmes ", c’est-à-dire l’intégration d’un ensemble de données pour une analyse quantitative des phénomènes biologiques. On peut ainsi notamment comprendre comment le dérèglement provoqué par une pathologie perturbe la chaîne d’événements en question et proposer de nouvelles approches thérapeutiques.

Molécules mimant le vivant

L’élaboration de molécules mimant celles du vivant, mais modifiées, est très utile dans différents types d’applications telles que des approches d’imagerie "moléculaire", pour mieux voir et comprendre le vivant, ou des tests diagnostiques ou d’imagerie médicale, pour mieux prévenir et traiter les maladies.

Toxicologie et identification des composants nocifs

La caractérisation de la présence de composants nocifs, parfois à l’état de traces et souvent inconnus, dont l’origine est liée aux médicaments ou à notre environnement, ainsi que l’étude de leurs effets biologiques, nécessitent le développement d’approches originales issues de plusieurs disciplines qui constituent la "toxicologie". C’est aujourd’hui une question de société importante. Ce domaine prend un essor spectaculaire, en particulier dans le cadre du Grenelle de l’environnement et des nouvelles directives européennes très exigeantes telles que le règlement REACH (enRegistrement, Evaluation et Autorisation des substances Chimiques), un dispositif de contrôle destiné à mieux gérer les risques environnementaux et sanitaires des substances chimiques.

Déchiffrement des mécanismes énergétiques

L’étude des réactions chimiques impliquées dans des processus biologiques consiste notamment à comprendre les mécanismes de transformation énergétique. Dans le cas de la photosynthèse, c’est-à-dire de la transformation par les plantes de l’énergie lumineuse en énergie chimique, il s’agit de saisir l’efficacité extraordinaire de ce phénomène naturel. Caractériser précisément les molécules biologiques impliquées et les réactions chimiques en jeu pourrait sans doute donner des pistes pour l’élaboration de panneaux solaires plus performants qu’aujourd’hui, mimant les phénomènes naturels, ou pour la fabrication de biocarburants (comme le bio-hydrogène), en domptant les processus du vivant.

Machines moléculaires

La caractérisation des "moteurs" biologiques, c’est-à-dire des protéines qui utilisent de l’énergie (souvent chimique) disponible naturellement pour produire une force mécanique, permet de mieux comprendre différents types de fonctions biologiques, depuis la réplication de l’ADN jusqu’au transport de protéines. Mais c’est aussi une source d’inspiration pour l’élaboration de "machines moléculaires" artificielles. Pour citer un exemple, il est ainsi proposé de réaliser ainsi des "ordinateurs moléculaires" pour le stockage et traitement de l’information au niveau moléculaire.

Diminution des risques industriels et développement durable

Les composants biologiques sont aujourd’hui utilisés pour réaliser l’ensemble des réactions de l’industrie chimique et diminuer d’autant les effets polluants, toxiques et périlleux de l’industrie chimique. C’est le fondement même d’une industrie chimique "verte".

Les trois exemples précédents participent de ce qu’on appelle la "biologie synthétique", c’est-à-dire la réalisation d’un système artificiel avec une fonction donnée, à partir d’éléments biologiques existant naturellement.

Comment étudier les structures et fonctions du vivant ? Une approche multidisciplinaire et intégrée

Ces travaux requièrent des approches combinées, émanant de différentes disciplines, de la biologie, de la chimie, des sciences de l’ingénieur, de l’informatique, de la physique et des mathématiques. Une part de ce champ disciplinaire nécessite donc la mise au point d’instrumentations de pointe pour analyser de manière toujours plus fine et pertinente les briques de base composant le vivant. On peut assimiler ces approches à celles de la mise au point de "lunettes moléculaires" permettant de les voir et les étudier de près, mais aussi, avec un champ plus large, de les intégrer dans la cellule ou dans les fluides biologiques comme le sang, à l’image de ce que ferait un zoom optique.

Les approches biophysiques permettent d'obtenir des "images" du fonctionnement des molécules, depuis le niveau atomique jusqu'à des niveaux plus intégrés comme ceux des machines cellulaires complexes. Les progrès dans les méthodes de détection donnent aujourd’hui aux chercheurs des informations relatives à un édifice moléculaire unique, et non pas à une population, ainsi qu’à ses transitions dynamiques locales.

La modélisation moléculaire entreprend d’unifier les données portant sur les propriétés chimiques, structurales et dynamiques des biomolécules, afin de produire des modèles de leurs fonctions et interactions.

La biochimie permet quant à elle de suivre, de comprendre et d'analyser toutes les transformations qu'assure la cellule : production d'énergie, fabrication de molécules, réparation des lésions, élimination des déchets…

La chimie pour le vivant vise à mimer des molécules ou des réactions biologiques. Elle permet ainsi de fournir des outils pour l’étude de fonctions biologiques ou des médicaments qui contrecarrent une fonction pathologique. Les informations biophysiques et biochimiques sont aussi souvent nécessaires pour comprendre la manière dont les médicaments agissent et pour concevoir ou identifier de nouvelles molécules actives.

Les biomathématiques concernent la modélisation dynamique ou quantitative des systèmes biologiques.

L’approche bio-informatique est enfin une composante indispensable et transversale de ces travaux : elle concerne aussi bien le "mining" (simulation d’une propriété) que la hiérarchisation des analyses réalisées à haut-débit et le traitement ad hoc des innombrables données acquises par des systèmes dédiés de haute technologie.

Padmyst sélection : Technologie pour la santé - Enjeux scientifiques et industriels

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L’institut s’inscrit par sa nature même dans une perspective transdisciplinaire et translationnelle, reliant en amont des chercheurs et ingénieurs de domaines très différents (mathématiques, physique, chimie, biologie, informatique, électronique, nanotechnologie…) et en aval des médecins posant leurs problématiques cliniques, comme des industriels capables de réaliser rapidement les transferts de technologie. Chaque domaine de l’institut possède ces enjeux.

Ce domaine comprend plusieurs champs technologiques : les systèmes de détection, les agents d’imagerie ou de contraste (traceurs), le traitement informatique des signaux et des images, leur intégration dans des multi-modalités.

Les principaux défis sont d’accroître la sensibilité et la définition des images obtenues (résolution spatio-temporelle, nouveaux détecteurs et traceurs, pénétration et sensibilité), d’accélérer l’analyse des données, d’améliorer la reconstruction des images, de diminuer les doses de rayonnements délivrées aux patients pour les examens irradiants.

Médicaments

Les enjeux consistent à améliorer l’efficacité du criblage (criblage haut-débit et criblage haut-contenu), évaluer de manière précoce la toxicité et la biodisponibilité des candidats médicaments, mettre au point des outils d’analyse pharmaco-cinétique et pharmaco-dynamique, développer les technologies de vectorisation et d’administration des molécules-candidates sur leur cible tissulaire, simplifier et accélérer le temps de développement des médicaments sur un mode translationnel, optimiser le suivi thérapeutique.

Biotechnologies, bio-ingénierie

Un des objectifs majeurs est le développement de tests de diagnostic précoce, in vitro comme in vivo, spécifiques et reproductibles pour des pathologies nouvelles ou dont le diagnostic est aujourd’hui tardif. La biocompatibilité et l’implantabilité des solutions mico- et nanotechnologiques, la portabilité et la télé-communication des données constituent également des enjeux clés.

Chirurgie et techniques interventionnelles

Les principales avancées pourront notamment cibler la fiabilité, la biocompatibilité et les performances de ces technologies, la miniaturisation et la robotisation des outils interventionnels, le contrôle permanent et parallèle des paramètres physiologiques du malade, les technologies logicielles de création d’images virtuelles réalistes des sites d’intervention, la télé-opérabilité et, le cas échéant, l’accroissement de l’autonomie énergétique.

Dans ces thématiques de recherche, les projets ont une durée variant de 3 à 12 ans. Ils se déroulent généralement en quatre phases : émergence du concept en laboratoire de recherche, preuve du concept technologique (faisabilité expérimentale), preuve du concept industriel (reproductibilité et réalisation à grande échelle), valorisation des applications envisagées. L’institut a aussi pour rôle d’aider les chercheurs dans les trois dernières étapes, en collaboration avec les agences de valorisation et transfert des organismes publics de recherche. Un trop grand nombre de projets prometteurs sont abandonnés parce que le temps, les moyens ou la méthode manquent aux chercheurs pour établir les preuves du concept technologique et industriel.

Padmyst sélection : Technologie pour la santé - Enjeux scientifiques et industriels

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L’institut s’inscrit par sa nature même dans une perspective transdisciplinaire et translationnelle, reliant en amont des chercheurs et ingénieurs de domaines très différents (mathématiques, physique, chimie, biologie, informatique, électronique, nanotechnologie…) et en aval des médecins posant leurs problématiques cliniques, comme des industriels capables de réaliser rapidement les transferts de technologie. Chaque domaine de l’institut possède ces enjeux.

Ce domaine comprend plusieurs champs technologiques : les systèmes de détection, les agents d’imagerie ou de contraste (traceurs), le traitement informatique des signaux et des images, leur intégration dans des multi-modalités.

Les principaux défis sont d’accroître la sensibilité et la définition des images obtenues (résolution spatio-temporelle, nouveaux détecteurs et traceurs, pénétration et sensibilité), d’accélérer l’analyse des données, d’améliorer la reconstruction des images, de diminuer les doses de rayonnements délivrées aux patients pour les examens irradiants.

Médicaments

Les enjeux consistent à améliorer l’efficacité du criblage (criblage haut-débit et criblage haut-contenu), évaluer de manière précoce la toxicité et la biodisponibilité des candidats médicaments, mettre au point des outils d’analyse pharmaco-cinétique et pharmaco-dynamique, développer les technologies de vectorisation et d’administration des molécules-candidates sur leur cible tissulaire, simplifier et accélérer le temps de développement des médicaments sur un mode translationnel, optimiser le suivi thérapeutique.

Biotechnologies, bio-ingénierie

Un des objectifs majeurs est le développement de tests de diagnostic précoce, in vitro comme in vivo, spécifiques et reproductibles pour des pathologies nouvelles ou dont le diagnostic est aujourd’hui tardif. La biocompatibilité et l’implantabilité des solutions mico- et nanotechnologiques, la portabilité et la télé-communication des données constituent également des enjeux clés.

Chirurgie et techniques interventionnelles

Les principales avancées pourront notamment cibler la fiabilité, la biocompatibilité et les performances de ces technologies, la miniaturisation et la robotisation des outils interventionnels, le contrôle permanent et parallèle des paramètres physiologiques du malade, les technologies logicielles de création d’images virtuelles réalistes des sites d’intervention, la télé-opérabilité et, le cas échéant, l’accroissement de l’autonomie énergétique.

Dans ces thématiques de recherche, les projets ont une durée variant de 3 à 12 ans. Ils se déroulent généralement en quatre phases : émergence du concept en laboratoire de recherche, preuve du concept technologique (faisabilité expérimentale), preuve du concept industriel (reproductibilité et réalisation à grande échelle), valorisation des applications envisagées. L’institut a aussi pour rôle d’aider les chercheurs dans les trois dernières étapes, en collaboration avec les agences de valorisation et transfert des organismes publics de recherche. Un trop grand nombre de projets prometteurs sont abandonnés parce que le temps, les moyens ou la méthode manquent aux chercheurs pour établir les preuves du concept technologique et industriel.

Padmyst sélection : Technologie pour la santé - Enjeux médicaux

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La santé est au cœur des préoccupations des Français, qui souhaitent une meilleure prévention et prise en charge des pathologies. En pratique, cela nécessite d'identifier les facteurs de risques associés aux maladies, d'établir un diagnostic le plus précoce possible dans des conditions minimalement invasives, d'améliorer l'efficacité des traitements en ayant comme priorité le confort des malades, de suppléer aux pertes fonctionnelles, de retarder les effets du vieillissement en compensant les altérations des fonctions physiologiques, de façon à conjuguer longévité et bien-être.

La connaissance de la physiologie et des pathologies humaines repose sur les avancées de la recherche fondamentale. Cependant, des approches technologiques nouvelles peuvent contribuer de façon significative aux progrès médicaux. Il suffit de songer à l’importance de la microscopie aux XVIIIe et XIXe siècles, ou de la radiologie au XXe siècle.

Le plus souvent, ces avancées résultent aujourd’hui d'une collaboration étroite entre les chercheurs et ingénieurs possédant une compétence technologique (parfois très éloignée du domaine médical), les biologistes et les médecins.

Les technologies pour la santé apportent donc une contribution décisive à la recherche comme à la clinique. Elles concernent aussi bien toutes les étapes de l’accompagnement du malade, depuis le suivi informatique de son dossier médical jusqu’à l’administration des traitements innovants les mieux adaptés à son profil personnel.

Ces technologies pour la santé se répartissent en quatre domaines principaux :

Imagerie

Il s’agit de l’ensemble des technologies d’imagerie anatomique et fonctionnelle, cellulaire et moléculaire, in vitro comme in vivo. L’imagerie concerne bien sûr des techniques familières des patients, comme les échographies, les endoscopies ou les examens IRM. Mais en amont, elle permet d’étudier le comportement normal et pathologique du vivant à sa plus petite échelle, celle des gènes, des protéines ou des cellules.

Médicaments

L’émergence de nouveaux médicaments est la résultante d’un processus long et coûteux, commençant par le criblage de milliers de molécules-candidates sur des cibles définies par la recherche fondamentale, s’achevant par l’éventuelle réussite des essais cliniques et la mise sur le marché. Les technologies pour la santé ont ici pour enjeu d’optimiser ces étapes afin d’accélérer la mise à disposition des médicaments pour chaque pathologie.

Biotechnologies, bio-ingénierie

Ce domaine concerne toutes les technologies de diagnostic et d’analyse in vitro, leur implantation dans le vivant, ainsi que les biomatériaux liés à la médecine régénérative et la bio-production. Notre XXIe siècle s’ouvre ainsi sur des perspectives fascinantes de régénération de tissus ayant souffert de lésion ou ayant perdu leur fonctionnalité avec le vieillissement.

Chirurgie et techniques interventionnelles

Les technologies chirurgicales incluent la télé-opération, la chirurgie assistée par l'image, les matériaux et appareillages associés, les dispositifs implantables de suppléance fonctionnelle et les prothèses. La radiothérapie fait aussi partie de ce domaine foisonnant. L’enjeu pour le patient est de minimiser ses risques de complication et de réduire le temps d’intervention comme d’hospitalisation. Les applications sont déjà très diverses, qu’il s’agisse de rendre une tumeur fluorescente ou de produire une carte cérébrale détaillée afin d’aider le geste du chirurgien, de mettre au point des bras mécaniques d’intervention chirurgicale pilotés par ordinateur, de créer des dispositifs techniques de traitement des pathologies et d’accompagnement des malades (pompes à insuline, pacemakers, prothèses sensorielles, environnement intelligent à domicile, etc.).

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La santé est au cœur des préoccupations des Français, qui souhaitent une meilleure prévention et prise en charge des pathologies. En pratique, cela nécessite d'identifier les facteurs de risques associés aux maladies, d'établir un diagnostic le plus précoce possible dans des conditions minimalement invasives, d'améliorer l'efficacité des traitements en ayant comme priorité le confort des malades, de suppléer aux pertes fonctionnelles, de retarder les effets du vieillissement en compensant les altérations des fonctions physiologiques, de façon à conjuguer longévité et bien-être.

La connaissance de la physiologie et des pathologies humaines repose sur les avancées de la recherche fondamentale. Cependant, des approches technologiques nouvelles peuvent contribuer de façon significative aux progrès médicaux. Il suffit de songer à l’importance de la microscopie aux XVIIIe et XIXe siècles, ou de la radiologie au XXe siècle.

Le plus souvent, ces avancées résultent aujourd’hui d'une collaboration étroite entre les chercheurs et ingénieurs possédant une compétence technologique (parfois très éloignée du domaine médical), les biologistes et les médecins.

Les technologies pour la santé apportent donc une contribution décisive à la recherche comme à la clinique. Elles concernent aussi bien toutes les étapes de l’accompagnement du malade, depuis le suivi informatique de son dossier médical jusqu’à l’administration des traitements innovants les mieux adaptés à son profil personnel.

Ces technologies pour la santé se répartissent en quatre domaines principaux :

Imagerie

Il s’agit de l’ensemble des technologies d’imagerie anatomique et fonctionnelle, cellulaire et moléculaire, in vitro comme in vivo. L’imagerie concerne bien sûr des techniques familières des patients, comme les échographies, les endoscopies ou les examens IRM. Mais en amont, elle permet d’étudier le comportement normal et pathologique du vivant à sa plus petite échelle, celle des gènes, des protéines ou des cellules.

Médicaments

L’émergence de nouveaux médicaments est la résultante d’un processus long et coûteux, commençant par le criblage de milliers de molécules-candidates sur des cibles définies par la recherche fondamentale, s’achevant par l’éventuelle réussite des essais cliniques et la mise sur le marché. Les technologies pour la santé ont ici pour enjeu d’optimiser ces étapes afin d’accélérer la mise à disposition des médicaments pour chaque pathologie.

Biotechnologies, bio-ingénierie

Ce domaine concerne toutes les technologies de diagnostic et d’analyse in vitro, leur implantation dans le vivant, ainsi que les biomatériaux liés à la médecine régénérative et la bio-production. Notre XXIe siècle s’ouvre ainsi sur des perspectives fascinantes de régénération de tissus ayant souffert de lésion ou ayant perdu leur fonctionnalité avec le vieillissement.

Chirurgie et techniques interventionnelles

Les technologies chirurgicales incluent la télé-opération, la chirurgie assistée par l'image, les matériaux et appareillages associés, les dispositifs implantables de suppléance fonctionnelle et les prothèses. La radiothérapie fait aussi partie de ce domaine foisonnant. L’enjeu pour le patient est de minimiser ses risques de complication et de réduire le temps d’intervention comme d’hospitalisation. Les applications sont déjà très diverses, qu’il s’agisse de rendre une tumeur fluorescente ou de produire une carte cérébrale détaillée afin d’aider le geste du chirurgien, de mettre au point des bras mécaniques d’intervention chirurgicale pilotés par ordinateur, de créer des dispositifs techniques de traitement des pathologies et d’accompagnement des malades (pompes à insuline, pacemakers, prothèses sensorielles, environnement intelligent à domicile, etc.).

Padmyst sélection : Santé publique - Enjeux scientifiques

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L’une des vocations de la recherche en santé publique est d’apporter aux décideurs et acteurs du système de santé (ministère de la santé, autorités de santé, gestionnaires du système de soin, régimes d’assurance-maladie, professionnels, associations de malades,…) tous les éléments factuels et théoriques de nature à faciliter leurs choix.

Cela nécessite la mise en œuvre de travaux de recherche de diverses natures permettant d’analyser les déterminants de la santé, à travers trois niveaux d’analyse :

- les dimensions individuelles (influence des caractéristiques personnelles généralement inscrites dans le substrat biologique et des comportements des individus sur leur santé) ;
- les dimensions environnementales (influence des produits industriels rares ou de consommation courante, des produits alimentaires, de la pollution, des médicaments, etc.) ;
- les dimensions organisationnelles et institutionnelles (relevant directement du système de soin lui-même, de ses choix stratégiques et de son usage par la population).

Certaines de ces analyses nécessitent la mise en œuvre d’études portant sur une population nombreuse (statistiquement représentative de ce que l’on veut analyser), appelées études de cohorte. À titre d’exemple, la cohorte ELFE, représentative au plan national, rassemblera 20 000 enfants nés en 2010 qui seront suivis de la naissance à l’âge adulte, dans une approche pluridisciplinaire. Elle constituera donc à terme une source irremplaçable de données permettant de comprendre le développement de l’enfant dans son milieu, avec le souci d’étudier les différents facteurs en interaction tout au long du parcours jusqu’à l’âge adulte (facteurs biologiques, familiaux, sociaux, environnementaux, scolaires, comportementaux, sanitaires, nutritionnels) et de comprendre l’impact des situations traversées durant l’enfance sur la santé, le développement physique, psychologique, social et professionnel des personnes.

On conçoit aisément toute l’importance des enquêtes épidémiologiques et des analyses de santé publique de ce type. Sans elles, nous serions privés de l’information essentielle à nos choix de vie et de société, une information d’autant plus indispensable que nous évoluons dans un environnement complexe en mutation rapide. Il a, par exemple, fallu attendre 1956 pour que soit mis au jour pour la première fois le lien statistique entre tabagisme et cancer du poumon grâce à un protocole d’enquête épidémiologique portant sur un très grand nombre de sujets, alors que la consommation de tabac avait commencé quelques siècles plus tôt en Europe ! Les citoyens expriment aujourd’hui une préoccupation forte pour leur santé, pour la compréhension de tous ses déterminants et pour l’efficacité des choix publics en ce domaine.

Quelle stratégie scientifique privilégier ?

L’analyse du potentiel de recherche conduite ces derniers mois par l’institut Santé publique met en relief un certain nombre d’atouts de la recherche clinique et en santé publique françaises : pluridisciplinarité en développement dans beaucoup d’équipes, proximité de l’interface entre production des connaissances et intervention qui place la recherche clinique et la recherche en santé publique au cœur des décisions cliniques et de l’élaboration des politiques de santé, réelles qualités d’expertise présentes dans les équipes.

En contrepoint, l’analyse souligne également des faiblesses aujourd’hui bien identifiées car elles sont vécues au quotidien par l’ensemble des chercheurs du champ mais aussi par les utilisateurs de la recherche en santé publique : le relatif émiettement des forces qui nuit à la visibilité nationale et internationale des recherches mais aussi à la capacité de mobilisation des équipes sur des risques sanitaires émergents, des interactions encore insuffisantes entre approches fondamentales, cliniques, en sciences humaines et sociales et en santé publique nécessaires pourtant à une compréhension intégrée des différents facteurs qui interviennent dans l’état de santé de la population.

C’est en regard de ces constats que l’institut Santé publique a placé comme première priorité de son action le soutien au développement de ce que l’on appelle aujourd’hui "les grandes infrastructures de recherche" dans le champ de la clinique et de la recherche en santé publique. Il s’agit concrètement de grands dispositifs d’études observationnelles comme la cohorte ELFE déjà citée et qui sont l’équivalent - en recherche clinique et en santé publique - de ce que sont les grands télescopes en astronomie, à savoir : des observatoires de longue durée de l’évolution de la santé d’une population donnée avec le recueil de tous les facteurs susceptibles d’expliquer cette évolution. Ces infrastructures constituent une puissante incitation au regroupement des équipes de recherche autour d’elles. En effet, elles génèrent une très grande quantité de données de qualité qui appellent des analyses variées et approfondies qu’un seul groupe de recherche ne peut mener à bien. Elles représentent également une incitation au développement d’approches interdisciplinaires, notamment entre fondamentalistes, cliniciens, épidémiologistes et équipes en sciences humaines et sociales compte tenu du caractère multidimensionnel des données collectées au fil du temps.

Sur le plan thématique, l’institut Santé publique souhaite faciliter le développement de recherches dans des domaines où les connaissances doivent être augmentées et élargies en regard des enjeux sanitaires sous-jacents. C’est le cas des relations entre la santé et l’environnement en lien avec la multiplication des produits industriels dans notre environnement quotidien et de la dégradation globale de nos écosystèmes. C’est le cas également du champ du handicap et des incapacités dont l’importance ne peut que croître avec le vieillissement de la population et l’accroissement des maladies chroniques génératrices de handicaps divers.

Par ailleurs, il n’existe pas suffisamment de recherches réalisées en France sur le fonctionnement et la gestion du système de santé, les politiques publiques, sans oublier le domaine de la prévention par comparaison avec l’état de l’art à l’étranger. L’institut Santé publique a donc la responsabilité de stimuler le développement de travaux de recherche dans ces différents domaines en veillant à favoriser des approches interdisciplinaires des sujets abordés.

Fonctionnement du système de santé

Ce domaine de recherche (baptisé Health Services Research dans les pays anglo-saxons) met en relation le fonctionnement des services de santé et la production de santé.Il concerne les besoins, la demande et l’offre sanitaire, ainsi que les structures, les acteurs, les procédures et l’évaluation du système de santé, dans les domaines de la prévention, du diagnostic et de la prise en charge des pathologies.

Au niveau global, cet axe de recherche concerne l’organisation du système de santé et la définition de la stratégie (politiques de santé, programmes, conditions d’élaboration et de mise en œuvre, etc.). Au niveau local, il s’agit de comprendre les modes d’organisation du système de santé et d’accès pour les usagers, les modalités d’arbitrage, la question du comportement des acteurs. L’un des objectifs de ce courant de recherche est d’apporter des éléments d’appréciation utiles aux responsables de la planification sanitaire dans l’allocation des ressources.

Politiques publiques et santé

L’ensemble des politiques publiques, même si elles ne concernent pas directement les thématiques sanitaires, peuvent avoir des effets directs ou indirects sur la santé. On doit donc s’interroger sur la façon dont les politiques publiques, les modes d’organisation sociale et les institutions qui en découlent sont susceptibles d’avoir un impact (positif ou négatif) sur les populations. On peut également, à partir de connaissances sur l’état de santé de la population, s’interroger sur la façon dont les politiques publiques existantes sont adéquates ou non.

Prévention et politiques de prévention

Compte tenu du niveau encore élevé de la mortalité prématurée évitable en France (décès avant 65 ans), l’institut Santé publique souhaite favoriser des recherches cliniques et en santé publique dans deux domaines où les risques pour la santé sont étroitement reliés à des comportements individuels et collectifs : le domaine de la prévention des conduites d’abus et de dépendance aux drogues (tabac, alcool, cannabis principalement) ; celui de la nutrition et de l’éducation nutritionnelle en regard de l’augmentation continue de la prévalence du surpoids et de l’obésité dans la population française et de ses conséquences prévisibles sur la morbidité et la mortalité.

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L’une des vocations de la recherche en santé publique est d’apporter aux décideurs et acteurs du système de santé (ministère de la santé, autorités de santé, gestionnaires du système de soin, régimes d’assurance-maladie, professionnels, associations de malades,…) tous les éléments factuels et théoriques de nature à faciliter leurs choix.

Cela nécessite la mise en œuvre de travaux de recherche de diverses natures permettant d’analyser les déterminants de la santé, à travers trois niveaux d’analyse :

- les dimensions individuelles (influence des caractéristiques personnelles généralement inscrites dans le substrat biologique et des comportements des individus sur leur santé) ;
- les dimensions environnementales (influence des produits industriels rares ou de consommation courante, des produits alimentaires, de la pollution, des médicaments, etc.) ;
- les dimensions organisationnelles et institutionnelles (relevant directement du système de soin lui-même, de ses choix stratégiques et de son usage par la population).

Certaines de ces analyses nécessitent la mise en œuvre d’études portant sur une population nombreuse (statistiquement représentative de ce que l’on veut analyser), appelées études de cohorte. À titre d’exemple, la cohorte ELFE, représentative au plan national, rassemblera 20 000 enfants nés en 2010 qui seront suivis de la naissance à l’âge adulte, dans une approche pluridisciplinaire. Elle constituera donc à terme une source irremplaçable de données permettant de comprendre le développement de l’enfant dans son milieu, avec le souci d’étudier les différents facteurs en interaction tout au long du parcours jusqu’à l’âge adulte (facteurs biologiques, familiaux, sociaux, environnementaux, scolaires, comportementaux, sanitaires, nutritionnels) et de comprendre l’impact des situations traversées durant l’enfance sur la santé, le développement physique, psychologique, social et professionnel des personnes.

On conçoit aisément toute l’importance des enquêtes épidémiologiques et des analyses de santé publique de ce type. Sans elles, nous serions privés de l’information essentielle à nos choix de vie et de société, une information d’autant plus indispensable que nous évoluons dans un environnement complexe en mutation rapide. Il a, par exemple, fallu attendre 1956 pour que soit mis au jour pour la première fois le lien statistique entre tabagisme et cancer du poumon grâce à un protocole d’enquête épidémiologique portant sur un très grand nombre de sujets, alors que la consommation de tabac avait commencé quelques siècles plus tôt en Europe ! Les citoyens expriment aujourd’hui une préoccupation forte pour leur santé, pour la compréhension de tous ses déterminants et pour l’efficacité des choix publics en ce domaine.

Quelle stratégie scientifique privilégier ?

L’analyse du potentiel de recherche conduite ces derniers mois par l’institut Santé publique met en relief un certain nombre d’atouts de la recherche clinique et en santé publique françaises : pluridisciplinarité en développement dans beaucoup d’équipes, proximité de l’interface entre production des connaissances et intervention qui place la recherche clinique et la recherche en santé publique au cœur des décisions cliniques et de l’élaboration des politiques de santé, réelles qualités d’expertise présentes dans les équipes.

En contrepoint, l’analyse souligne également des faiblesses aujourd’hui bien identifiées car elles sont vécues au quotidien par l’ensemble des chercheurs du champ mais aussi par les utilisateurs de la recherche en santé publique : le relatif émiettement des forces qui nuit à la visibilité nationale et internationale des recherches mais aussi à la capacité de mobilisation des équipes sur des risques sanitaires émergents, des interactions encore insuffisantes entre approches fondamentales, cliniques, en sciences humaines et sociales et en santé publique nécessaires pourtant à une compréhension intégrée des différents facteurs qui interviennent dans l’état de santé de la population.

C’est en regard de ces constats que l’institut Santé publique a placé comme première priorité de son action le soutien au développement de ce que l’on appelle aujourd’hui "les grandes infrastructures de recherche" dans le champ de la clinique et de la recherche en santé publique. Il s’agit concrètement de grands dispositifs d’études observationnelles comme la cohorte ELFE déjà citée et qui sont l’équivalent - en recherche clinique et en santé publique - de ce que sont les grands télescopes en astronomie, à savoir : des observatoires de longue durée de l’évolution de la santé d’une population donnée avec le recueil de tous les facteurs susceptibles d’expliquer cette évolution. Ces infrastructures constituent une puissante incitation au regroupement des équipes de recherche autour d’elles. En effet, elles génèrent une très grande quantité de données de qualité qui appellent des analyses variées et approfondies qu’un seul groupe de recherche ne peut mener à bien. Elles représentent également une incitation au développement d’approches interdisciplinaires, notamment entre fondamentalistes, cliniciens, épidémiologistes et équipes en sciences humaines et sociales compte tenu du caractère multidimensionnel des données collectées au fil du temps.

Sur le plan thématique, l’institut Santé publique souhaite faciliter le développement de recherches dans des domaines où les connaissances doivent être augmentées et élargies en regard des enjeux sanitaires sous-jacents. C’est le cas des relations entre la santé et l’environnement en lien avec la multiplication des produits industriels dans notre environnement quotidien et de la dégradation globale de nos écosystèmes. C’est le cas également du champ du handicap et des incapacités dont l’importance ne peut que croître avec le vieillissement de la population et l’accroissement des maladies chroniques génératrices de handicaps divers.

Par ailleurs, il n’existe pas suffisamment de recherches réalisées en France sur le fonctionnement et la gestion du système de santé, les politiques publiques, sans oublier le domaine de la prévention par comparaison avec l’état de l’art à l’étranger. L’institut Santé publique a donc la responsabilité de stimuler le développement de travaux de recherche dans ces différents domaines en veillant à favoriser des approches interdisciplinaires des sujets abordés.

Fonctionnement du système de santé

Ce domaine de recherche (baptisé Health Services Research dans les pays anglo-saxons) met en relation le fonctionnement des services de santé et la production de santé.Il concerne les besoins, la demande et l’offre sanitaire, ainsi que les structures, les acteurs, les procédures et l’évaluation du système de santé, dans les domaines de la prévention, du diagnostic et de la prise en charge des pathologies.

Au niveau global, cet axe de recherche concerne l’organisation du système de santé et la définition de la stratégie (politiques de santé, programmes, conditions d’élaboration et de mise en œuvre, etc.). Au niveau local, il s’agit de comprendre les modes d’organisation du système de santé et d’accès pour les usagers, les modalités d’arbitrage, la question du comportement des acteurs. L’un des objectifs de ce courant de recherche est d’apporter des éléments d’appréciation utiles aux responsables de la planification sanitaire dans l’allocation des ressources.

Politiques publiques et santé

L’ensemble des politiques publiques, même si elles ne concernent pas directement les thématiques sanitaires, peuvent avoir des effets directs ou indirects sur la santé. On doit donc s’interroger sur la façon dont les politiques publiques, les modes d’organisation sociale et les institutions qui en découlent sont susceptibles d’avoir un impact (positif ou négatif) sur les populations. On peut également, à partir de connaissances sur l’état de santé de la population, s’interroger sur la façon dont les politiques publiques existantes sont adéquates ou non.

Prévention et politiques de prévention

Compte tenu du niveau encore élevé de la mortalité prématurée évitable en France (décès avant 65 ans), l’institut Santé publique souhaite favoriser des recherches cliniques et en santé publique dans deux domaines où les risques pour la santé sont étroitement reliés à des comportements individuels et collectifs : le domaine de la prévention des conduites d’abus et de dépendance aux drogues (tabac, alcool, cannabis principalement) ; celui de la nutrition et de l’éducation nutritionnelle en regard de l’augmentation continue de la prévalence du surpoids et de l’obésité dans la population française et de ses conséquences prévisibles sur la morbidité et la mortalité.

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La France se place en quatrième position pour l’espérance de vie à la naissance (78 ans en moyenne) et en première position pour l’espérance de vie à 65 ans (16 ans pour les hommes, 20 ans pour les femmes). La France a le taux le plus faible de mortalité cardiovasculaire. La mortalité est également très faible en dessous de 15 ans, et la mortalité infantile en particulier a été diminuée de moitié au cours des sept dernières années.

Sur le long terme, des tendances positives sont observées : déclin régulier de la mortalité liée aux maladies cardiovasculaires, aux chutes chez les personnes âgées, au sida (grâce aux trithérapies), au syndrome de mort subite du nourrisson. La qualité de vie des personnes les plus âgées a été améliorée par la généralisation de certaines interventions, comme la chirurgie de la cataracte ou la pose de prothèses auditives. Ces progrès ne sont pas étrangers au fait qu’un effort financier significatif est consenti pour la santé (10 % du PNB).

À côté de ces résultats positifs, des faiblesses évidentes apparaissent dans notre situation sanitaire. Ainsi, le nombre de décès prématurés évitables (avant 65 ans) est élevé par rapport à nos voisins, en lien notamment avec les niveaux de consommations de tabac et d’alcool dans la population générale. Cette mortalité prématurée diminue l’espérance de vie globale et repose la question de l’insuffisance de prévention primaire dans notre pays. Malgré des choix sociaux et politiques orientés sur l’égal accès aux soins, les inégalités de santé au sein de la population sont encore manifestes entre sexes, régions et professions. Ainsi, l’espérance de vie des femmes (82,7 ans) reste plus élevée que celle des hommes (75,2 ans), bien que l’on observe un rapprochement tendanciel. Les inégalités socio-économiques sont importantes : à 35 ans, un ouvrier non qualifié a trente-huit ans d’espérance de vie en moyenne contre quarante-quatre ans pour un cadre. Les disparités régionales sont également prononcées, puisqu’un habitant de la région Midi-Pyrénées a une espérance de vie de 76 ans contre 71 ans pour un habitant du Nord-Pas-de-Calais.

Ces phénomènes s’expliquent par divers facteurs, au nombre desquels on compte certaines orientations de la politique de la santé publique. Depuis la Seconde Guerre mondiale, le soin est considéré comme le pilier quasi exclusif de notre système de santé. Or, il apparaît que les démarches de prévention - représentant seulement 7 % de nos dépenses de santé - pourraient jouer un rôle fondamental pour améliorer nos indicateurs de santé, à côté des démarches classiques de soin. D’ailleurs, les inégalités de santé que l’on observe reposent plus sur des inégalités d’accès à la prévention que sur des inégalités d’accès aux soins.

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La France se place en quatrième position pour l’espérance de vie à la naissance (78 ans en moyenne) et en première position pour l’espérance de vie à 65 ans (16 ans pour les hommes, 20 ans pour les femmes). La France a le taux le plus faible de mortalité cardiovasculaire. La mortalité est également très faible en dessous de 15 ans, et la mortalité infantile en particulier a été diminuée de moitié au cours des sept dernières années.

Sur le long terme, des tendances positives sont observées : déclin régulier de la mortalité liée aux maladies cardiovasculaires, aux chutes chez les personnes âgées, au sida (grâce aux trithérapies), au syndrome de mort subite du nourrisson. La qualité de vie des personnes les plus âgées a été améliorée par la généralisation de certaines interventions, comme la chirurgie de la cataracte ou la pose de prothèses auditives. Ces progrès ne sont pas étrangers au fait qu’un effort financier significatif est consenti pour la santé (10 % du PNB).

À côté de ces résultats positifs, des faiblesses évidentes apparaissent dans notre situation sanitaire. Ainsi, le nombre de décès prématurés évitables (avant 65 ans) est élevé par rapport à nos voisins, en lien notamment avec les niveaux de consommations de tabac et d’alcool dans la population générale. Cette mortalité prématurée diminue l’espérance de vie globale et repose la question de l’insuffisance de prévention primaire dans notre pays. Malgré des choix sociaux et politiques orientés sur l’égal accès aux soins, les inégalités de santé au sein de la population sont encore manifestes entre sexes, régions et professions. Ainsi, l’espérance de vie des femmes (82,7 ans) reste plus élevée que celle des hommes (75,2 ans), bien que l’on observe un rapprochement tendanciel. Les inégalités socio-économiques sont importantes : à 35 ans, un ouvrier non qualifié a trente-huit ans d’espérance de vie en moyenne contre quarante-quatre ans pour un cadre. Les disparités régionales sont également prononcées, puisqu’un habitant de la région Midi-Pyrénées a une espérance de vie de 76 ans contre 71 ans pour un habitant du Nord-Pas-de-Calais.

Ces phénomènes s’expliquent par divers facteurs, au nombre desquels on compte certaines orientations de la politique de la santé publique. Depuis la Seconde Guerre mondiale, le soin est considéré comme le pilier quasi exclusif de notre système de santé. Or, il apparaît que les démarches de prévention - représentant seulement 7 % de nos dépenses de santé - pourraient jouer un rôle fondamental pour améliorer nos indicateurs de santé, à côté des démarches classiques de soin. D’ailleurs, les inégalités de santé que l’on observe reposent plus sur des inégalités d’accès à la prévention que sur des inégalités d’accès aux soins.

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Grandes orientations et priorités scientifiques issues de l’état de l’art, des défis scientifiques identifiés et des impératifs sociétaux

---

• Les recherches sur les mécanismes biologiques qui sous-tendent l’auto-renouvellement et/ou la détermination des cellules souches somatiques, germinales et embryonnaires chez un être vivant,

• Les recherches sur les réseaux cellulaires, génétiques, protéiques, enzymatiques et/ou métaboliques qui régulent l’homéostasie des différents systèmes biologiques relevant de l’IHP; les mises en marche et arrêts des réponses cellulaires et/ou organiques face à une agression,

• Le vieillissement cellulaire et organique et les pathologies associées à ce vieillissement ; le rôle des modifications génétiques ou épigénétiques liées au vieillissement et entraînant des pertes de fonctions ou et/ou des fonctions anormales des systèmes biologiques relevant de l’IHP,

• L’étude des interactions moléculaires et cellulaires entre les différents systèmes biologiques constituant un organisme vivant. Cette recherche ne sera pas limitée aux systèmes relevant de l’IHP, les recherches sur les interactions entre le système nerveux et les systèmes immunitaire, hématopoïétique, respiratoire et aussi la peau seront incitées,

• Les études des gènes et des facteurs épigénétiques modificateurs des maladies monogéniques,

• Parmi les maladies multifactorielles, une priorité sera donnée aux recherches sur la thrombose, les pathologies inflammatoires et auto-immunes et les maladies respiratoires, qui sont parmi les premières causes de morbidité/mortalité au monde,

• Le développement de modèles animaux pour l’étude des conséquences des traitements au long cours utilisant les nouvelles molécules thérapeutiques,

• L’identification et la détermination des fonctions de biomarqueurs de maladies, d’immunocompétence ou de toxicité iatrogène.

• Les recherches pouvant amener une thérapie génique in vivo,

• La compréhension et l’efficacité des immunothérapies existantes pour le cancer et les pathologies liées au dysfonctionnement du système immunitaire,

• Le développement de stratégies de vaccination préventive adaptées à l’état du système immunitaire et l’obtention d’une immunité efficace et durable. L'évaluation de l'impact, à moyen et long terme, des stratégies de vaccination sur le système immunitaire,

• Les recherches sur les modèles animaux non murins, celles-ci allant de l’utilisation des primates non humains à l’utilisation des modèles animaux simples comme le poisson Zèbre,

• Réussir le transfert de concepts innovants vers la clinique et la mise en œuvre d’essais précoces de thérapie cellulaire.

Enjeux spécifiques pour le développement de la recherche de chaque domaine de l’IHP

---

Immunologie

• Approfondir l’analyse les différentes étapes de la réponse immunitaire : les réponses innées et adaptatives ; les localisations de la réponse immunitaire ; l’apprêtement des antigènes par les cellules présentatrices ; les types de réponses effectrices (cellulaire et humorale) et leurs régulations ; les interactions entre immunité innée et adaptative dans l’inflammation.

• Étudier la régulation spatio-temporelle des différentes étapes de ces réponses immunes efficaces, grâce à l’imagerie moléculaire et cellulaire et à des modèles antigéniques pouvant être étudiés in vivo.

• Développer une approche des mécanismes de tolérance qui intégrerait la dimension de l’organisme dans son entier, pour comprendre la genèse des maladies auto-immunes et identifier des cibles potentielles pour des essais thérapeutiques.

• Comprendre les mécanismes déviant de la réponse immunitaire à l’origine des maladies allergiques et auto-immunes, et trouver comment manipuler le système immunitaire pour corriger ou réprimer ses réponses erronées.
  

• Étendre aux maladies complexes et multifactorielles les bases acquises sur certaines maladies rares, en intégrant les modifications épigénétiques.

Hématologie

• Développer une recherche intégrée autour des cellules souches hématopoïétiques pour comprendre : l’auto-renouvellement cellulaire ; la potentialité de détermination et différenciation vers les différentes lignées cellulaires ; la sénescence (vieillissement biologique) ; la circulation cellulaire.
  

• Comprendre et modéliser les fonctions effectrices des cellules hématopoïétiques matures.

• Caractériser les maladies monogéniques ou multigéniques du système hématopoïétique.

• Favoriser en amont les intégrations multidisciplinaires avec différentes disciplines scientifiques et en aval la recherche clinique et de transfert avec l’hôpital.

Hémostase

• Poursuivre l'étude moléculaire approfondie des mécanismes de la formation du caillot et de sa régulation.

• Insister sur les fonctions effectives des plaquettes et sur leurs dysfonctions (thrombopathies rares) afin de parvenir à de nouveaux progrès thérapeutiques.

• Développer une approche intégrant les acteurs de l'hémostase dans leur environnement : interrelations avec la niche biologique qu’est le vaisseau par l’étude : des vaisseaux et en particulier l’endothélium ; du lien avec les processus associés (inflammation, réparation et défense immunitaires).

• Étendre les études de génétique et d'épigénétique afin d'identifier des gènes de susceptibilité et l’influence des interactions avec l'environnement.

• Se doter de modèles animaux et d’une imagerie in vivo spécifiques à l’étude de l’hémostase et de la thrombose.

Pneumologie

• Caractériser les processus régulant l’interaction entre système immunitaire pulmonaire et environnement.

• Identifier les gènes de susceptibilité aux maladies bronchiques (asthme, BPCO) et vasculaire pulmonaire.

• Valider des biomarqueurs indiquant la sévérité de la charge pathologique et la qualité de la réponse aux traitements.

• Etablir des protocoles de biothérapies ciblées.

Dermatologie

• Privilégier la recherche fondamentale en biologie cellulaire : caractérisation des cellules souches ; études des différents composants cellulaires du tissu cutané (kératinocyte, mélanocyte, mastocyte, …) et de ses annexes.

• Approfondir la connaissance des processus physiologiques responsables du renouvellement cutané et du vieillissement biologique ; améliorer les techniques de culture de kératinocytes et de production de « peaux équivalentes » pour le traitement des plaies par thérapie cellulaire.

• Approfondir les connaissances sur les pathologies génétiques de la peau.

• Développer des essais cliniques multicentriques d’immunothérapie et/ou immuno-modulation dans le psoriasis et la dermatite atopique.

• Evaluer la qualité de vie dans les maladies cutanées chroniques, mesurer l’impact des nouvelles thérapies.

• Développer les outils nécessaires à une imagerie spécifique de la peau.

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Grandes orientations et priorités scientifiques issues de l’état de l’art, des défis scientifiques identifiés et des impératifs sociétaux

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• Les recherches sur les mécanismes biologiques qui sous-tendent l’auto-renouvellement et/ou la détermination des cellules souches somatiques, germinales et embryonnaires chez un être vivant,

• Les recherches sur les réseaux cellulaires, génétiques, protéiques, enzymatiques et/ou métaboliques qui régulent l’homéostasie des différents systèmes biologiques relevant de l’IHP; les mises en marche et arrêts des réponses cellulaires et/ou organiques face à une agression,

• Le vieillissement cellulaire et organique et les pathologies associées à ce vieillissement ; le rôle des modifications génétiques ou épigénétiques liées au vieillissement et entraînant des pertes de fonctions ou et/ou des fonctions anormales des systèmes biologiques relevant de l’IHP,

• L’étude des interactions moléculaires et cellulaires entre les différents systèmes biologiques constituant un organisme vivant. Cette recherche ne sera pas limitée aux systèmes relevant de l’IHP, les recherches sur les interactions entre le système nerveux et les systèmes immunitaire, hématopoïétique, respiratoire et aussi la peau seront incitées,

• Les études des gènes et des facteurs épigénétiques modificateurs des maladies monogéniques,

• Parmi les maladies multifactorielles, une priorité sera donnée aux recherches sur la thrombose, les pathologies inflammatoires et auto-immunes et les maladies respiratoires, qui sont parmi les premières causes de morbidité/mortalité au monde,

• Le développement de modèles animaux pour l’étude des conséquences des traitements au long cours utilisant les nouvelles molécules thérapeutiques,

• L’identification et la détermination des fonctions de biomarqueurs de maladies, d’immunocompétence ou de toxicité iatrogène.

• Les recherches pouvant amener une thérapie génique in vivo,

• La compréhension et l’efficacité des immunothérapies existantes pour le cancer et les pathologies liées au dysfonctionnement du système immunitaire,

• Le développement de stratégies de vaccination préventive adaptées à l’état du système immunitaire et l’obtention d’une immunité efficace et durable. L'évaluation de l'impact, à moyen et long terme, des stratégies de vaccination sur le système immunitaire,

• Les recherches sur les modèles animaux non murins, celles-ci allant de l’utilisation des primates non humains à l’utilisation des modèles animaux simples comme le poisson Zèbre,

• Réussir le transfert de concepts innovants vers la clinique et la mise en œuvre d’essais précoces de thérapie cellulaire.

Enjeux spécifiques pour le développement de la recherche de chaque domaine de l’IHP

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Immunologie

• Approfondir l’analyse les différentes étapes de la réponse immunitaire : les réponses innées et adaptatives ; les localisations de la réponse immunitaire ; l’apprêtement des antigènes par les cellules présentatrices ; les types de réponses effectrices (cellulaire et humorale) et leurs régulations ; les interactions entre immunité innée et adaptative dans l’inflammation.

• Étudier la régulation spatio-temporelle des différentes étapes de ces réponses immunes efficaces, grâce à l’imagerie moléculaire et cellulaire et à des modèles antigéniques pouvant être étudiés in vivo.

• Développer une approche des mécanismes de tolérance qui intégrerait la dimension de l’organisme dans son entier, pour comprendre la genèse des maladies auto-immunes et identifier des cibles potentielles pour des essais thérapeutiques.

• Comprendre les mécanismes déviant de la réponse immunitaire à l’origine des maladies allergiques et auto-immunes, et trouver comment manipuler le système immunitaire pour corriger ou réprimer ses réponses erronées.
  

• Étendre aux maladies complexes et multifactorielles les bases acquises sur certaines maladies rares, en intégrant les modifications épigénétiques.

Hématologie

• Développer une recherche intégrée autour des cellules souches hématopoïétiques pour comprendre : l’auto-renouvellement cellulaire ; la potentialité de détermination et différenciation vers les différentes lignées cellulaires ; la sénescence (vieillissement biologique) ; la circulation cellulaire.
  

• Comprendre et modéliser les fonctions effectrices des cellules hématopoïétiques matures.

• Caractériser les maladies monogéniques ou multigéniques du système hématopoïétique.

• Favoriser en amont les intégrations multidisciplinaires avec différentes disciplines scientifiques et en aval la recherche clinique et de transfert avec l’hôpital.

Hémostase

• Poursuivre l'étude moléculaire approfondie des mécanismes de la formation du caillot et de sa régulation.

• Insister sur les fonctions effectives des plaquettes et sur leurs dysfonctions (thrombopathies rares) afin de parvenir à de nouveaux progrès thérapeutiques.

• Développer une approche intégrant les acteurs de l'hémostase dans leur environnement : interrelations avec la niche biologique qu’est le vaisseau par l’étude : des vaisseaux et en particulier l’endothélium ; du lien avec les processus associés (inflammation, réparation et défense immunitaires).

• Étendre les études de génétique et d'épigénétique afin d'identifier des gènes de susceptibilité et l’influence des interactions avec l'environnement.

• Se doter de modèles animaux et d’une imagerie in vivo spécifiques à l’étude de l’hémostase et de la thrombose.

Pneumologie

• Caractériser les processus régulant l’interaction entre système immunitaire pulmonaire et environnement.

• Identifier les gènes de susceptibilité aux maladies bronchiques (asthme, BPCO) et vasculaire pulmonaire.

• Valider des biomarqueurs indiquant la sévérité de la charge pathologique et la qualité de la réponse aux traitements.

• Etablir des protocoles de biothérapies ciblées.

Dermatologie

• Privilégier la recherche fondamentale en biologie cellulaire : caractérisation des cellules souches ; études des différents composants cellulaires du tissu cutané (kératinocyte, mélanocyte, mastocyte, …) et de ses annexes.

• Approfondir la connaissance des processus physiologiques responsables du renouvellement cutané et du vieillissement biologique ; améliorer les techniques de culture de kératinocytes et de production de « peaux équivalentes » pour le traitement des plaies par thérapie cellulaire.

• Approfondir les connaissances sur les pathologies génétiques de la peau.

• Développer des essais cliniques multicentriques d’immunothérapie et/ou immuno-modulation dans le psoriasis et la dermatite atopique.

• Evaluer la qualité de vie dans les maladies cutanées chroniques, mesurer l’impact des nouvelles thérapies.

• Développer les outils nécessaires à une imagerie spécifique de la peau.

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Tout le monde connaît l’importance des cellules sanguines dans le développement et l’équilibre de l’organisme, sa résistance aux maladies et son vieillissement sain. L’hématologie et l’immunologie sont des disciplines dans lesquelles ont brillé des figures célèbres et populaires dans notre pays, comme le médecin Jean Bernard, qui a mis au point des protocoles de traitement de la leucémie ou le médecin Jean Dausset (Prix Nobel, 1980), qui a mis à jour et a modélisé le complexe majeur d’histocompatibilité.

L’hématologie et l’immunologie ont donné lieu ces dernières années à de grandes avancées en recherche fondamentale et clinique, qui ont permis l’émergence de biothérapies innovantes. Les greffes de cellules souches hématopoïétiques, menées depuis la fin des années 1990, luttent contre les leucémies aiguës, les myélomes, les lymphomes et certaines tumeurs solides (cancer du sein, neuroblastome). Dans le domaine des troubles du système immunitaire, plus de 120 gènes concernant 150 types de pathologies immunes primitives ont été identifiés. La mise au point du premier inhibiteur spécifique de certaines tyrosine-kinases a permis des avancées dans la thérapie des leucémies myéloïdes chroniques, ouvrant des perspectives plus larges sur le traitement de différents cancers. Enfin, les premiers essais de thérapie génique à rétrovirus ont été menés sur les enfants souffrant d’immunodéficience combinée sévère (DICS, la maladie dite des « bébés-bulle »). D’autres essais de thérapies géniques ciblant des maladies fréquentes comme les ß-thalassémies (une anémie héréditaire due à une déficience dans la synthèse de l’hémoglobine), sont en cours.

Les autres spécialités couvertes par l’IHP, comme la pneumologie et la dermatologie, représentent également de grands enjeux de santé publique. Les maladies respiratoires (asthme, bronco-pneumopathies chroniques obstructives BPCO, fibroses pulmonaires) touchent des millions de personnes en France et leur incidence augmente. La seule BPCO représente déjà la troisième cause de mortalité en Europe, la sixième dans le monde.

La prévalence des allergies a pour sa part doublé ces vingt dernières années et plus du quart de la population européenne présente une sensibilité à un ou plusieurs allergènes : Nous connaissons tous une personne allergique dans notre entourage. Ce domaine de recherche a valu à la France deux Prix Nobel dans le passé (Charles Richet en 1913 pour la découverte de l’anaphylaxie et Daniel Bovet en 1957 pour la mise au point du premier antihistaminique) et il est reconnu comme problème majeur de santé publique par l’OMS, qui le classe au quatrième rang des maladies nécessitant une priorité de développement pour les moyens de santé publique.

Le dermatologue est en première ligne pour la prise en charge des maladies allergiques : dermatite atopique, eczéma de contact, dermatoses professionnelles, photo-allergies, urticaires et accidents cutanés dus à l’administration par voie générale d’un médicament (toxidermies). De même, il assure la prise en charge des maladies inflammatoires chroniques (psoriasis, dermatite atopique, pelade…), qui s’avère longue et souvent difficile dans les formes sévères. C’est le cas pour le psoriasis, qui touche entre deux et trois millions de personnes en France et est associé à une altération importante de la qualité de vie, entraînant souvent un handicap social grave. Le retentissement de cette dermatose sur la qualité de vie est aussi important que celui provoqué par l'asthme, par le diabète ou les maladies ischémiques cardiaques chroniques. Le coût social du psoriasis est ainsi considérable.

Le vieillissement de la population s’accompagne d’une fréquence accrue des plaies chroniques d’origine vasculaire des membres inférieurs. Leur prise en charge est complexe et doit être multidisciplinaire, idéalement dans le cadre de réseaux de soins animés par des dermatologues spécialisés dans le domaine de la cicatrisation.

L'hémostase représente également un défi important pour la recherche et la santé publique. La prévalence des maladies thrombotiques est élevée, la thrombose artérielle (maladies ischémiques) et veineuse (maladie thrombo-embolique) étant la première cause de mortalité au monde. L'identification des principaux récepteurs plaquettaires à laquelle la recherche française a largement contribué et la mise au point d'inhibiteurs spécifiques ont grandement amélioré la thérapie et le pronostic des thromboses artérielles. La prévalence des maladies hémorragiques constitutionnelles est limitée, mais leur impact social et économique est important, comme dans le cas de l'hémophilie. La recherche de thérapies de substitutions géniques ciblées est en cours.

Lire "Le système HLA perd son découvreur" (Inserm actualités, 15 juin 2009)

Padmyst sélection : Immunologie, Hématologie, Pneumologie - Enjeux médicaux

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Tout le monde connaît l’importance des cellules sanguines dans le développement et l’équilibre de l’organisme, sa résistance aux maladies et son vieillissement sain. L’hématologie et l’immunologie sont des disciplines dans lesquelles ont brillé des figures célèbres et populaires dans notre pays, comme le médecin Jean Bernard, qui a mis au point des protocoles de traitement de la leucémie ou le médecin Jean Dausset (Prix Nobel, 1980), qui a mis à jour et a modélisé le complexe majeur d’histocompatibilité.

L’hématologie et l’immunologie ont donné lieu ces dernières années à de grandes avancées en recherche fondamentale et clinique, qui ont permis l’émergence de biothérapies innovantes. Les greffes de cellules souches hématopoïétiques, menées depuis la fin des années 1990, luttent contre les leucémies aiguës, les myélomes, les lymphomes et certaines tumeurs solides (cancer du sein, neuroblastome). Dans le domaine des troubles du système immunitaire, plus de 120 gènes concernant 150 types de pathologies immunes primitives ont été identifiés. La mise au point du premier inhibiteur spécifique de certaines tyrosine-kinases a permis des avancées dans la thérapie des leucémies myéloïdes chroniques, ouvrant des perspectives plus larges sur le traitement de différents cancers. Enfin, les premiers essais de thérapie génique à rétrovirus ont été menés sur les enfants souffrant d’immunodéficience combinée sévère (DICS, la maladie dite des « bébés-bulle »). D’autres essais de thérapies géniques ciblant des maladies fréquentes comme les ß-thalassémies (une anémie héréditaire due à une déficience dans la synthèse de l’hémoglobine), sont en cours.

Les autres spécialités couvertes par l’IHP, comme la pneumologie et la dermatologie, représentent également de grands enjeux de santé publique. Les maladies respiratoires (asthme, bronco-pneumopathies chroniques obstructives BPCO, fibroses pulmonaires) touchent des millions de personnes en France et leur incidence augmente. La seule BPCO représente déjà la troisième cause de mortalité en Europe, la sixième dans le monde.

La prévalence des allergies a pour sa part doublé ces vingt dernières années et plus du quart de la population européenne présente une sensibilité à un ou plusieurs allergènes : Nous connaissons tous une personne allergique dans notre entourage. Ce domaine de recherche a valu à la France deux Prix Nobel dans le passé (Charles Richet en 1913 pour la découverte de l’anaphylaxie et Daniel Bovet en 1957 pour la mise au point du premier antihistaminique) et il est reconnu comme problème majeur de santé publique par l’OMS, qui le classe au quatrième rang des maladies nécessitant une priorité de développement pour les moyens de santé publique.

Le dermatologue est en première ligne pour la prise en charge des maladies allergiques : dermatite atopique, eczéma de contact, dermatoses professionnelles, photo-allergies, urticaires et accidents cutanés dus à l’administration par voie générale d’un médicament (toxidermies). De même, il assure la prise en charge des maladies inflammatoires chroniques (psoriasis, dermatite atopique, pelade…), qui s’avère longue et souvent difficile dans les formes sévères. C’est le cas pour le psoriasis, qui touche entre deux et trois millions de personnes en France et est associé à une altération importante de la qualité de vie, entraînant souvent un handicap social grave. Le retentissement de cette dermatose sur la qualité de vie est aussi important que celui provoqué par l'asthme, par le diabète ou les maladies ischémiques cardiaques chroniques. Le coût social du psoriasis est ainsi considérable.

Le vieillissement de la population s’accompagne d’une fréquence accrue des plaies chroniques d’origine vasculaire des membres inférieurs. Leur prise en charge est complexe et doit être multidisciplinaire, idéalement dans le cadre de réseaux de soins animés par des dermatologues spécialisés dans le domaine de la cicatrisation.

L'hémostase représente également un défi important pour la recherche et la santé publique. La prévalence des maladies thrombotiques est élevée, la thrombose artérielle (maladies ischémiques) et veineuse (maladie thrombo-embolique) étant la première cause de mortalité au monde. L'identification des principaux récepteurs plaquettaires à laquelle la recherche française a largement contribué et la mise au point d'inhibiteurs spécifiques ont grandement amélioré la thérapie et le pronostic des thromboses artérielles. La prévalence des maladies hémorragiques constitutionnelles est limitée, mais leur impact social et économique est important, comme dans le cas de l'hémophilie. La recherche de thérapies de substitutions géniques ciblées est en cours.

Lire "Le système HLA perd son découvreur" (Inserm actualités, 15 juin 2009)

Padmyst sélection : Circulation, Métabolisme, Nutrition - Enjeux scientifiques

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Les aspects transversaux de la physiologie et de la pathologie sont un enjeu majeur de l’institut. Cela est d’autant plus vrai que les différentes maladies concernées procèdent de mécanismes souvent largement communs. Il s’agit souvent de maladies survenant sur un terrain génétique de prédisposition mais en étroite interaction avec l’environnement et ses bouleversements parfois brutaux. On en connaît souvent mal les mécanismes de déclenchement en raison :

- d’une connaissance encore très insuffisante du polymorphisme génétique impliqué dans leur étiologie, des gènes et protéines fonctionnellement exprimés dans les tissus concernés et de leur interaction avec le milieu ;
- d’une modélisation incomplète des mécanismes physiopathologiques menant à l’initiation puis à la progression de la maladie dans les tissus.

La conséquence en est souvent l’inadéquation des traitements disponibles, rarement adaptés à l’origine de ces maladies fréquentes. Une connaissance des mécanismes des maladies est également susceptible de conduire à la définition de nouveaux biomarqueurs dont on peut espérer qu’ils améliorent le diagnostic, le pronostic et le choix du traitement dans ces maladies.

Plusieurs axes de progrès se dessinent donc. La génomique et la protéomique sont un enjeu majeur pour une meilleure compréhension du fonctionnement normal des tissus et de leurs interactions avec l’environnement. Il s’agit ici de développer la génomique fonctionnelle, de caractériser les tissus dans lesquels les nouveaux gènes découverts sont exprimés, mais aussi d’utiliser la génomique et la protéomique comparatives pour comprendre le développement des tissus (du gène à l’organe), les mécanismes de vieillissement, les voies de signalisation qui assurent le fonctionnement des tissus. L’épigénétique et la métagénomique sont de nouveaux domaines dont on imagine qu’ils seront moteurs dans l’étude des interactions gènes-environnement. Les pathologies couvertes par l’institut étant généralement multifactorielles, on doit ainsi intégrer dans des modèles pertinents les trois niveaux de leur déclenchement et de leur progression : prédisposition génétique (ce sont des maladies multigéniques impliquant des gènes normaux mais qui ne sont pas exactement les mêmes chez différents individus), circuit cellulaire impliqué par chaque gène identifié, facteurs environnementaux. Un travail sur des cohortes ciblées doit permettre d’analyser les phénotypes cliniques des différentes maladies et de rechercher les causes de leur fréquente variabilité.

Un enjeu majeur dans ces maladies est la mise en place d’une thérapie appropriée. Les traitements actuellement disponibles restent souvent insatisfaisants, pour des raisons diverses. Certains sont uniquement palliatifs ou symptomatiques (substituts hormonaux pour les maladies endocrines, dialyse en phase finale des pathologies rénales, transplantation d’organe, etc.). D’autres sont non spécifiques et induisent des effets secondaires (traitements immunosuppresseurs dans les maladies inflammatoires ou auto-immunes). On manque pareillement de thérapies pour effacer les séquelles des ischémies sur les organes concernés. Des pistes se dessinent pourtant pour améliorer et individualiser les traitements : molécules ciblant spécifiquement les voies inflammatoires, mise au point et injection d’anticorps monoclonaux, biothérapies cellulaires visant à produire des tissus et des organes à partir des cellules souches du patient... Mais ces biothérapies demeurent aujourd’hui du domaine de la recherche, rarement déjà de l’investigation clinique. Les progrès dans la connaissance des facteurs de risque autorisent également le développement d’une médecine prédictive individualisée et le meilleur ciblage des messages de prévention adressés à la population.

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Les aspects transversaux de la physiologie et de la pathologie sont un enjeu majeur de l’institut. Cela est d’autant plus vrai que les différentes maladies concernées procèdent de mécanismes souvent largement communs. Il s’agit souvent de maladies survenant sur un terrain génétique de prédisposition mais en étroite interaction avec l’environnement et ses bouleversements parfois brutaux. On en connaît souvent mal les mécanismes de déclenchement en raison :

- d’une connaissance encore très insuffisante du polymorphisme génétique impliqué dans leur étiologie, des gènes et protéines fonctionnellement exprimés dans les tissus concernés et de leur interaction avec le milieu ;
- d’une modélisation incomplète des mécanismes physiopathologiques menant à l’initiation puis à la progression de la maladie dans les tissus.

La conséquence en est souvent l’inadéquation des traitements disponibles, rarement adaptés à l’origine de ces maladies fréquentes. Une connaissance des mécanismes des maladies est également susceptible de conduire à la définition de nouveaux biomarqueurs dont on peut espérer qu’ils améliorent le diagnostic, le pronostic et le choix du traitement dans ces maladies.

Plusieurs axes de progrès se dessinent donc. La génomique et la protéomique sont un enjeu majeur pour une meilleure compréhension du fonctionnement normal des tissus et de leurs interactions avec l’environnement. Il s’agit ici de développer la génomique fonctionnelle, de caractériser les tissus dans lesquels les nouveaux gènes découverts sont exprimés, mais aussi d’utiliser la génomique et la protéomique comparatives pour comprendre le développement des tissus (du gène à l’organe), les mécanismes de vieillissement, les voies de signalisation qui assurent le fonctionnement des tissus. L’épigénétique et la métagénomique sont de nouveaux domaines dont on imagine qu’ils seront moteurs dans l’étude des interactions gènes-environnement. Les pathologies couvertes par l’institut étant généralement multifactorielles, on doit ainsi intégrer dans des modèles pertinents les trois niveaux de leur déclenchement et de leur progression : prédisposition génétique (ce sont des maladies multigéniques impliquant des gènes normaux mais qui ne sont pas exactement les mêmes chez différents individus), circuit cellulaire impliqué par chaque gène identifié, facteurs environnementaux. Un travail sur des cohortes ciblées doit permettre d’analyser les phénotypes cliniques des différentes maladies et de rechercher les causes de leur fréquente variabilité.

Un enjeu majeur dans ces maladies est la mise en place d’une thérapie appropriée. Les traitements actuellement disponibles restent souvent insatisfaisants, pour des raisons diverses. Certains sont uniquement palliatifs ou symptomatiques (substituts hormonaux pour les maladies endocrines, dialyse en phase finale des pathologies rénales, transplantation d’organe, etc.). D’autres sont non spécifiques et induisent des effets secondaires (traitements immunosuppresseurs dans les maladies inflammatoires ou auto-immunes). On manque pareillement de thérapies pour effacer les séquelles des ischémies sur les organes concernés. Des pistes se dessinent pourtant pour améliorer et individualiser les traitements : molécules ciblant spécifiquement les voies inflammatoires, mise au point et injection d’anticorps monoclonaux, biothérapies cellulaires visant à produire des tissus et des organes à partir des cellules souches du patient... Mais ces biothérapies demeurent aujourd’hui du domaine de la recherche, rarement déjà de l’investigation clinique. Les progrès dans la connaissance des facteurs de risque autorisent également le développement d’une médecine prédictive individualisée et le meilleur ciblage des messages de prévention adressés à la population.

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Les maladies cardiovasculaires, métaboliques et nutritionnelles, dont la fréquence est grande et les complications dévastatrices, représentent un enjeu majeur de santé publique. Les diabètes, l’hyperlipidémie, l’obésité, l’insuffisance rénale, l’athérosclérose mènent à des pathologies cardiovasculaires qui sont, à égalité avec le cancer, la principale cause de mortalité dans les sociétés industrialisées.

La maladie coronarienne, les accidents vasculaires cérébraux et l’insuffisance cardiaque chronique rassemblent 75 % des pathologies cardiovasculaires et sont responsables à eux seuls de 29 % des décès annuels. Les maladies cardiovasculaires sont un enjeu majeur de santé publique. La prévalence des diabètes et de l’intolérance au glucose s’établit aujourd’hui respectivement à 6,2 % et 5,6 % en France, touchant ainsi près de 4 millions de personnes.

Cette prévalence suit une pente régulièrement croissante, galopante dans certains pays, parallèle à celle de l’obésité, qui touche plus de 12 % de la population adulte, mais aussi les population d’enfants et d’adolescents. Les hyperlipidémies, l’obésité, le diabète sont à l’origine de complications graves : troubles de la vision et cécité, accidents vasculaires et infarctus, neuropathies, amputations, maladies rénales.

Ces pathologies qui constituent autant de facteurs de risque cardiovasculaires sont d’autant plus sévères quant à leur impact médical qu’elles sont souvent associées chez un même sujet. On a même parlé de véritable syndrome métabolique chez des sujets qui présentent une obésité viscérale (abdominale), une dyslipidémie (taux élevé de triglycérides et/ou un faible taux de HDL-cholestérol), une hypertension artérielle, un diabète, des anomalies de la coagulation, des anomalies du rein (microalbuminurie). S’associent souvent aussi des complications non vasculaires comme les stéatoses hépatiques, qui conduisent à des cirrhoses ou l’arthrose en général, dont l’obésité est à elle seule un facteur aggravant considérable. Les populations touchées sont très diverses. Plusieurs études épidémiologiques suggèrent en particulier que les personnes d’ascendance non européennes sont plus exposées au risque.

De façon paradoxale, nos sociétés sont également confrontées au problème de la malnutrition. On estime que les carences nutritionnelles provoquent encore la mort annuelle de 3 millions d’enfants chaque année, essentiellement dans les pays en développement. Mais la dénutrition concerne aussi 40 % des patients souffrant de maladies chroniques, 30 à 50 % des patients hospitalisés (toutes pathologies confondues), aggravant la morbidité comme la mortalité des sujets. Le vieillissement normal s’accompagne aussi d’un dérèglement fréquent de la prise alimentaire menant à diverses carences.

Les pathologies des os et des articulations sont également un objet de préoccupation des Français, en raison notamment du vieillissement de la population. Elles représentent à elles seules la moitié des pathologies chroniques après 65 ans et sont une cause importante d’invalidité (l’arthrose est le deuxième facteur de handicap chez l’homme, le quatrième chez la femme). Chez les plus de 50 ans, une femme sur quatre et un homme sur huit seront concernés par l’ostéoporose au cours de leur existence.

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Les maladies cardiovasculaires, métaboliques et nutritionnelles, dont la fréquence est grande et les complications dévastatrices, représentent un enjeu majeur de santé publique. Les diabètes, l’hyperlipidémie, l’obésité, l’insuffisance rénale, l’athérosclérose mènent à des pathologies cardiovasculaires qui sont, à égalité avec le cancer, la principale cause de mortalité dans les sociétés industrialisées.

La maladie coronarienne, les accidents vasculaires cérébraux et l’insuffisance cardiaque chronique rassemblent 75 % des pathologies cardiovasculaires et sont responsables à eux seuls de 29 % des décès annuels. Les maladies cardiovasculaires sont un enjeu majeur de santé publique. La prévalence des diabètes et de l’intolérance au glucose s’établit aujourd’hui respectivement à 6,2 % et 5,6 % en France, touchant ainsi près de 4 millions de personnes.

Cette prévalence suit une pente régulièrement croissante, galopante dans certains pays, parallèle à celle de l’obésité, qui touche plus de 12 % de la population adulte, mais aussi les population d’enfants et d’adolescents. Les hyperlipidémies, l’obésité, le diabète sont à l’origine de complications graves : troubles de la vision et cécité, accidents vasculaires et infarctus, neuropathies, amputations, maladies rénales.

Ces pathologies qui constituent autant de facteurs de risque cardiovasculaires sont d’autant plus sévères quant à leur impact médical qu’elles sont souvent associées chez un même sujet. On a même parlé de véritable syndrome métabolique chez des sujets qui présentent une obésité viscérale (abdominale), une dyslipidémie (taux élevé de triglycérides et/ou un faible taux de HDL-cholestérol), une hypertension artérielle, un diabète, des anomalies de la coagulation, des anomalies du rein (microalbuminurie). S’associent souvent aussi des complications non vasculaires comme les stéatoses hépatiques, qui conduisent à des cirrhoses ou l’arthrose en général, dont l’obésité est à elle seule un facteur aggravant considérable. Les populations touchées sont très diverses. Plusieurs études épidémiologiques suggèrent en particulier que les personnes d’ascendance non européennes sont plus exposées au risque.

De façon paradoxale, nos sociétés sont également confrontées au problème de la malnutrition. On estime que les carences nutritionnelles provoquent encore la mort annuelle de 3 millions d’enfants chaque année, essentiellement dans les pays en développement. Mais la dénutrition concerne aussi 40 % des patients souffrant de maladies chroniques, 30 à 50 % des patients hospitalisés (toutes pathologies confondues), aggravant la morbidité comme la mortalité des sujets. Le vieillissement normal s’accompagne aussi d’un dérèglement fréquent de la prise alimentaire menant à diverses carences.

Les pathologies des os et des articulations sont également un objet de préoccupation des Français, en raison notamment du vieillissement de la population. Elles représentent à elles seules la moitié des pathologies chroniques après 65 ans et sont une cause importante d’invalidité (l’arthrose est le deuxième facteur de handicap chez l’homme, le quatrième chez la femme). Chez les plus de 50 ans, une femme sur quatre et un homme sur huit seront concernés par l’ostéoporose au cours de leur existence.