Le lémurien Microcebus, un modèle animal idéal pour les maladies humaines
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Le Microcebus, un lémurien qui est le plus petit primate du monde, possède le potentiel de transformer le domaine de la génétique et de servir de modèle idéal pour de nombreux domaines de la biologie, du comportement et de la médecine en incluant les maladies cardiovasculaires et la maladie d’Alzheimer.
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Depuis des décennies, les scientifiques se basent sur les souris, les mouches et les vers comme des modèles génétiques, mais ces organismes ne parviennent pas à imiter de nombreux aspects de la biologie des primates incluant de nombreuses maladies humaines selon Mark Krasnow, professeur de biochimie.
Frustrés par l’absence d’un bon modèle d’étude, Krasnow et ses collègues se sont tournés vers le lémurien connu comme le Microcebus et ils ont commencé à effectuer des études physiologiques et génétiques détaillées sur des centaines de ces petites créatures dociles dans les forêts tropicales de Madagascar.
Travaillant dans un laboratoire financé par Stanford dans le pays, les scientifiques rapportent qu’ils ont déjà identifié plus de 20 lémuriens individuels avec des traits génétiques uniques incluant l’obésité, l’hypercholestérolémie, l’hyperglycémie, les arythmies cardiaques, les maladies oculaires progressives, les troubles moteurs et ceux de la personnalité. Leur espoir est que l’étude de ces primates pourrait mener à une meilleure compréhension et peut-être de meilleurs traitements chez les lémuriens et les humains.
Sommaire
Ce lémurien possède un énorme potentiel
Je pense que les microcèbes ont un grand potentiel pour notre compréhension de la biologie, du comportement et de la conservation des primates de la même manière que les mouches et les souris au cours des 30 ou 40 dernières années ont transformé notre compréhension de la biologie du développement et de nombreux autres domaines de la biologie et de la médecine selon Krasnow. Certaines des questions les plus fascinantes et les plus importantes auxquelles nous devons répondre sont propres aux primates. Mais pour y répondre, nous avons besoin d’un modèle, en dehors des humains, pour compléter le travail qui a été fait dans les mouches et les souris.
Un papier décrivant les résultats sera publié dans Genetics. Le projet a commencé en 2009 lorsque Krasnow, frustré par l’absence d’un bon modèle animal pour les maladies pulmonaires, son domaine d’expertise, a demandé à 3 stagiaires de rechercher une meilleure alternative dans le monde animal. Les stagiaires ont proposé le Microcebus qui correspond à tous les critères nécessaires. Comme les souris, les microcèbes sont petits (environ 2 fois la taille d’une souris), ils se développent et se reproduisent rapidement et ils ont une grande portée. Leur gestion et entretien est abordable. Et en termes génétiques, le Microcebus est à mi-chemin entre les humains et les souris selon Krasnow.
Quand je parle aux scientifiques, leurs visages s’illuminent quand je leur parle des lémuriens Microcebus parce qu’ils ont la taille d’une souris, mais ce sont des primates et cela fait une énorme différence selon Ezran, qui était l’un des stagiaires. Je pense qu’ils présentent un gros potentiel pour la recherche biologique, comportementale et médicale en général.
Au début du projet, Krasnow a cherché les avis des vétérinaires de Stanford en recrutant Megan Albertelli, professeure adjointe de médecine comparative. Spécialiste en généalogie et primates, Albertelli a déclaré qu’elle était d’abord sceptique sur des lémuriens comme des modèles animaux, mais elle a changé d’avis après avoir réalisé leur énorme potentiel pour comprendre les problèmes neurologiques, les maladies oculaires et d’autres troubles qui donnent peu de résultats chez les souris.
Le lémurien Microcebus est idéal pour la maladie d’Alzheimer
Albertelli a accompagné le groupe en France pour visiter des scientifiques qui étudiaient des lémuriens en laboratoire depuis des années. Une équipe française a constaté que certains vieux lémuriens développent une forme de démence et ils accumulent des plaques dans le cerveau qui ressemblent à celles des malades d’Alzheimer.
J’ai vu qu’ils étaient des modèles prometteurs pour la maladie d’Alzheimer selon Albertelli. La maladie d’Alzheimer est une condition difficile à modéliser chez d’autres espèces animales. Les Microcèbes vivent exclusivement à Madagascar. Les spécimens se comptent par des dizaines de millions sur l’île. D’autres espèces de lémuriens sont généralement menacées à cause la destruction de l’habitat, mais les microcèbes ne sont pas menacés et ils circulent librement sur l’île selon Ezran.
Les chercheurs de Stanford ont commencé à développer des collaborations avec d’autres scientifiques qui étudient des lémuriens, incluant ceux du Centre ValBio près du parc national de Ranomafana à Madagascar, qui ont examiné l’écologie lémurienne, la structure familiale et leur comportement depuis des décennies.
Au cours des visites périodiques dans l’île, Krasnow et ses collègues ont appris à attraper des microcèbes dans la forêt tropicale à l’extérieur de la station de recherche en utilisant une minuscule tranche de banane comme leurre dans un piège. Les scientifiques ont ensuite marqué et photographié chaque animal en effectuant un examen physique approfondi. Ils les ont également analysés pour des problèmes de comportement et des anomalies et ils ont collecté une goutte de sang pour des études génétiques et sériques détaillées. Les animaux ont ensuite été relâchés dans la nature pour que les chercheurs puissent les suivre au fil du temps pour voir comment leurs environnements peuvent influencer leurs développements et leur santé. En 2013, Stanford a construit un laboratoire sophistiqué de biologie moléculaire et de génétique dans le complexe ValBio où ces études pourraient être réalisées.
Les Microcèbes ont des personnalités distinctives
Les lémuriens ont des personnalités distinctes selon Krasnow et les chercheurs leur ont donné un nom basé sur son apparence ou son comportement. Par exemple, l’un d’entre eux s’appelle Feisty pour sa nature exceptionnellement agressive, car la plupart des lémuriens sont dociles.
Ces travaux ouvrent la voie à une nouvelle manière de faire des études génétiques selon Krasnow. Au lieu d’utiliser la méthode traditionnelle d’introduction de mutations génétiques chez des souris pour créer des animaux avec des gènes personnalisés, les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient trouver des variantes naturelles chez les animaux sauvages. De plus, en travaillant avec des lémuriens dans leurs habitats naturels, les chercheurs pourront mieux comprendre comment les animaux interagissent avec leur environnement et la relation entre les gènes et l’environnement.
Au lieu d’introduire des mutations chez les souris ou les mouches des fruits, nous faisons quelque chose de beaucoup plus semblable à ce qu’on fait chez les humains selon ce chercheur. Nous examinons toutes les variations génétiques qui existent déjà dans la nature, car il y a des millions de microcèbes. Nous estimons que la plupart des mutations sont déjà présentes dans la nature et nous devons juste les trouver. Et avec la baisse des coûts pour le séquençage d’un génome, il est désormais possible de séquencer les génomes de milliers de lémuriens de type Microcebus pour découvrir leurs mutations.
Avec cette approche, les chercheurs ne mettraient que quelques années pour atteindre les objectifs que l’International Knockout Mouse Consortium (IKMC) atteindrait dans 10 ans. L’IKMC est une initiative pour créer des souris knock-out (des souris génétiquement modifiées pour activer/désactiver certains gènes). De plus, l’IKMC nécessitera près de 1 milliard de dollars pour ces 10 ans de recherche alors que l’approche avec les lémuriens ne représente qu’une fraction de ce cout.
Et ce projet pourra créer des emplois à Madagascar, car le processus de capture des animaux et le dépistage en laboratoire nécessitent beaucoup de main-d’oeuvre selon ce chercheur. Krasnow et ses collègues ont mis au point une solution polyvalente qui contribuera au système éducatif local tout en aidant à préserver les populations de lémuriens à Madagascar dont les habitats sont menacés par les intérêts agricoles, miniers et forestiers.
Aider les étudiants malgaches
Le groupe élabore un programme d’études scientifiques destiné aux lycéens malgaches où les élèves apprennent la biologie en explorant l’environnement. Parmi les instructeurs, il y a Manu Prakash, professeur adjoint de bioingénierie à Stanford et pionnier de ce qu’on appelle la “science frugale”. Cette science veut créer des outils scientifiques pour une bouchée de pain qui permet à tout le monde de contribuer à la science. Ainsi, Prakash est connu pour ses microscopes en papier qui coutent seulement 1 dollar. Il a fourni ces microscopes aux étudiants à Madagascar et il a enseigné aux élèves comment explorer le monde microscopique dans lequel ils vivent, par exemple, pour observer les poux dans leurs cheveux, les agents pathogènes dans leur eau et les parasites pathogènes dans leur environnement. Le programme a été introduit pour la première fois parmi les étudiants de l’université dont certains sont actuellement des observateurs de lémuriens au laboratoire de Stanford à Madagascar.
Pour nous, c’est une opportunité parce que nous allons étudier les animaux uniques, la biologie et l’écologie de Madagascar qui n’a pas son égal dans le monde selon Krasnow. Madagascar est le numéro 1 au monde dans la biodiversité, mais la plupart des étudiants malgaches ne se rendent pas compte des trésors biologiques qu’ils possèdent, car leurs enseignements proviennent de manuels scolaires et d’enseignants qui s’inspirent de l’éducation européenne.
Krasnow a déclaré que les chercheurs espèrent élargir les programmes scientifiques à tous les niveaux de l’éducation, aider à former les scientifiques malgaches du futur et développer la capacité scientifique dans le pays tout en apprenant à la population locale sur la nécessité de comprendre et préserver les lémuriens et d’autres espèces pour l’avenir.
Nous essayons de mener nos travaux dans une manière qui soit respectueuse et qui aidera les lémuriens et les habitants de Madagascar tout en éclairant de nombreux aspects de la biologie des primates et des maladies humaines. Les chercheurs ont l’intention de rendre publiques toutes les informations sur le séquençage génétique et le phénotypage qu’ils vont obtenir auprès des lémuriens afin que les chercheurs du monde entier puissent tirer parti de cette connaissance selon Albertelli.
