Recherches sur modèle animal

Quelques exemples de recherches menées à l'ULB sur modèle animal :

Angiogenèse: identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour traiter des maladies neurologiques

Le Laboratoire de signalisation neurovasculaire étudie les vaisseaux sanguins cérébraux qui forment la barrière hémato-encéphalique (BHE). Ceux-ci jouent un rôle neuroprotecteur central, en empêchant une infiltration excessive de fluides, de molécules et de cellules dans le cerveau. La BHE représente un enjeu clinique d’importance. Par sa fonction de barrière, elle constitue un obstacle majeur dans l’administration de médicaments dans le cerveau, compliquant la prise en charge thérapeutique de maladies neurologiques. C’est le cas de certaines formes de tumeurs cérébrales pédiatriques. A contrario, dans un grand nombre de pathologies neurologiques (accident vasculaire cérébral, sclérose en plaques), la BHE dysfonctionne, ce qui aggrave la pathologie en rendant le cerveau vulnérable aux composants du sang. 

La BHE se met en place en réponse à des mécanismes de signalisation complexes et dynamiques, impliquant divers types cellulaires (cellules endothéliales, péricytes, astrocytes, fibroblastes), mais aussi des composants acellulaires tels que la matrice extracellulaire et le flux sanguin. La barrière est sensible à l’intégrité de cet environnement délicat, que l’on appelle l’unité neurovasculaire. Isolés du cerveau, les vaisseaux perdent rapidement leurs propriétés de BHE, empêchant l’étude d’une fraction de ses propriétés dans des modèles in vitro. Les propriétés qui peuvent l’être sont dès lors étudiées dans des modèles in vitro, c’est-à-dire sans animaux. Les autres le sont soit dans des embryons de poisson-zèbre, lorsque la conservation génétique à l’humain est suffisante, soit chez la souris. Cette stratégie a permis au laboratoire d’identifier une nouvelle cible thérapeutique potentielle pour le traitement de plusieurs maladies neurologiques.  

Cancérologie : mieux comprendre et espérer guérir un jour le cancer

Le Laboratoire des cellules souches et du cancer étudie le rôle des cellules souches au cours du développement, de l'homéostasie et du cancer.  Il tente de découvrir l'existence et d’étudier le devenir des cellules souches au cours du développement, de l'homéostasie et de la réparation tissulaires. Il essaie aussi de découvrir l'origine cellulaire des cancers les plus courants et de comprendre les mécanismes qui régulent l'hétérogénéité tumorale, les métastases et la résistance aux traitements.

Dans certains domaines de la biologie cellulaire comme la biologie du cancer, la recherche à l’aide d’animaux demeure essentielle. Le cancer est en effet une maladie complexe, où la progression tumorale et les métastases surviennent à cause d’une interaction très élaborée entre les cellules de la tumeur et son microenvironnement.  La culture cellulaire ne peut pas reproduire ce microenvironnement tumoral, ni les interactions que les cellules tumorales ont avec les cellules non malignes, comme par exemple les cellules immunitaires.

La souris est un modèle animal très proche de l’homme. 98% de son génome est identique au nôtre. Le modèle murin permet de faire de la transgénèse et d’induire l’expression d’oncogènes mutés, de mettre en évidence ou d’inhiber un gène supprimant ou favorisant les tumeurs et les métastases, ou encore de pouvoir suivre une cellule et sa descendance grâce par exemple à l’expression de gènes rapporteurs spécifiques à celles-ci.
  
C’est pour ces différents motifs que le laboratoire utilise les souris afin de mieux comprendre et espérer guérir un jour le cancer.

Diabétologie : caractériser la prédisposition au diabète, identifier de nouvelles thérapies

Pour traiter les maladies métaboliques telles que le diabète et le cancer, les chercheurs doivent utiliser des organismes complexes. Les souris sont petites, faciles à entretenir et s'adaptent rapidement à un nouvel environnement. Le modèle de la souris génétiquement modifiée est le choix scientifique pour évaluer l'impact des interventions ciblées sur les voies moléculaires précédemment identifiées dans les cellules cultivées et les études humaines, ainsi que pour caractériser la prédisposition au diabète ou au cancer ainsi que  les nouvelles thérapies. Le laboratoire « Signal Transduction and Metabolism » se concentre également sur des alternatives qui remplaceront à terme la recherche sur les animaux, comme les cellules souches et la différenciation en organoïdes humains. Cependant, ces modèles ne récapitulent pas la pathophysiologie et, pour identifier de nouveaux traitements pour les maladies, il est essentiel de continuer à utiliser des organismes vivants.

Immuno-oncologie : comprendre comment les macrophages se comportent et empêchent la réponse à l'immunothérapie du cancer

L’immunothérapie du cancer a fait des progrès considérables ces dernières années et a révolutionné la prise en charge de nombreux patients. Cependant, certains types de cancer répondent très mal à ces approches et d’autres développent des résistances en cours de traitement. A l’Institut d’Immunologie Médicale, l’équipe de Stanislas Goriely s’intéresse aux macrophages qui infiltrent les tumeurs. Ces cellules exercent des fonctions immunosuppressives, empêchant la réponse aux traitements.

Comprendre comment et pourquoi les macrophages se comportent de cette façon représente donc un important enjeu de recherche dans le domaine du cancer. Les chercheurs ont longtemps été confrontés à des difficultés de taille : d’une part les macrophages du microenvironnement tumoral forment des populations très hétérogènes et plastiques, limitant l’extrapolation des données générées à partir de culture cellulaire (approches in vitro). D'autre part, il existe des différences importantes entre les macrophages humains et de souris. Ainsi, de nombreux phénomènes observables dans des modèles précliniques chez la souris (approches in vivo) ne sont pas transposables chez l’homme.

Afin de répondre à ce défi, le laboratoire a récemment mis en place des modèles de souris « humanisées ». Ces souris expriment des gènes humains codant pour les facteurs de croissance nécessaires au développement des cellules immunes. Elles permettent dès lors de recréer un système immunitaire fonctionnel lorsqu’on leur implante des cellules souches humaines. Bien plus proches de la réalité clinique, ces modèles offrent des perspectives fascinantes de recherche en immuno-oncologie. 

Neurologie : comprendre l'addiction

Les maladies psychiatriques touchent plus de 130 millions d’Européens. L’addiction à elle seule provoque 11,8 millions de morts par an. Elle est définie comme la recherche et la prise compulsives de drogues ou de comportements compulsifs malgré leurs conséquences néfastes.

Le Laboratoire de neurophysiologie de la Faculté de Médecine a découvert grâce aux souris, un gène qui lorsqu’il est inactif, rend celles-ci totalement insensibles à la cocaïne et à ses risques. Emmenés par Alban de Kerchove, les chercheurs ont ensuite identifié la région spécifique et totalement inattendue où ce gène joue son rôle central dans l’addiction en modifiant l’épigénétique (régulation de l’expression des gènes sans modifier la séquence de l’ADN) de ces animaux. Et enfin, ils ont démontré que ce gène impactait également les personnes souffrant d’addiction.

Dans un souci de transparence et d’information au public des travaux scientifiques menés, les « résumés non techniques » de chaque projet de recherche sont mis en ligne sur un site de la Commission européenne. 

Au terme des projets, les analyses rétrospectives sont également publiées sur cette page.