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Principaux projets de recherche de l'Université de l'Illinois à Chicago

Dans cette présentation Spotlight, nous examinerons quelques-unes des recherches novatrices menées à l’Université de l’Illinois à Chicago, et nous nous entretiendrons avec certains des scientifiques à l’origine des grandes idées.
Les activités de recherche médicale de l'UIC couvrent tous les secteurs.

L'université de l'Illinois à Chicago (UIC) est la seule université de recherche publique de Chicago et ses recherches couvrent un large éventail de sujets, notamment l'informatique, la durabilité, la bioingénierie, les sciences de la santé, la psychologie et l'éducation.

Selon leur site Web, l’UIC vise à «affecter notre mode de vie».

Dans cet article, cependant, nous concentrerons notre attention sur les progrès de la médecine, en nous concentrant sur seulement cinq de leurs projets récents. Nous discutons également avec certains des chercheurs responsables de ces nouvelles idées.

Rôle des bactéries intestinales dans le cancer du sein

Le rôle des bactéries intestinales dans la santé et la maladie est un sujet brûlant. Jun Sun, professeur associé à l’UIC, et Tao Pan, de l’Université de Chicago, étudient le rôle des bactéries intestinales dans le cancer du sein.

Plus précisément, ils s'intéressent à un produit chimique appelé queuine. La queuine est produite par certaines flores intestinales, absorbées par l'intestin et circulant dans le sang. Les cellules utilisent la queuine pour modifier les ARN de transfert (ARNt), qui sont des molécules adaptatrices qui lient l'ARN messager à la séquence d'acides aminés des protéines. La queuine aide les ARNt à fabriquer des protéines de manière plus précise et efficace.

Des recherches antérieures ont montré que des taux anormaux d'ARNt sont liés à une augmentation du risque de cancer du sein. En raison de ce lien, les bactéries intestinales et la queuine sont sous le feu des projecteurs pour leur rôle potentiel dans le cancer du sein.

Nouvelles médicales aujourd'hui récemment demandé à Sun ce qui l'a excitée la première fois à propos des bactéries intestinales. Dit-elle:

"J'ai été enthousiasmé par la façon dont les bactéries interagissent avec l'hôte et l'environnement. Je suis impressionné qu'elles soient si intelligentes; elles existent depuis des millions d'années et possèdent une intelligence inconnue. Il est très intéressant de considérer le microbiome comme une nouvelle découverte Organiser et comprendre ses nouveaux rôles dans la santé et la maladie. "

Nous avons également demandé si, si la queuine est impliquée dans le cancer du sein, il est possible que certains antibiotiques puissent influencer le risque de cancer du sein. Elle répondit:

"Une étude précédente, publiée dans JAMA en 2004, ont montré que «l'utilisation d'antibiotiques est associée à un risque accru d'incident et de cancer du sein mortel». [...] Il est possible que l'utilisation des antibiotiques modifie le profil / la fonction des bactéries. Nous avons besoin de plus de preuves pour appuyer cette hypothèse. "

Le laboratoire de Sun étudie actuellement le rôle du microbiome dans un certain nombre de maladies, notamment les maladies inflammatoires de l'intestin, les maladies infectieuses et la sclérose latérale amyotrophique.

Appareil photo rétine de poche


La caméra miniature, non mydriatique.
Crédit image: Mark Janowicz

Actuellement, pour prendre une image de l'arrière de l'?il, il est nécessaire d'utiliser des gouttes dilatant la pupille. Comme tous ceux qui ont consulté un opticien le savent, ces gouttes peuvent piquer et durer jusqu'à 30 minutes.

De plus, ils peuvent rendre la vision floue pendant un certain temps, ce qui fait de la conduite et de la machinerie un non-non.

Outre l'inconfort et l'inconvénient de ces gouttes, il arrive que les patients ne puissent pas dilater leurs pupilles, par exemple les patients en neurochirurgie.

De même, il y a des cas où il n'est pas pratique d'emmener un patient à la clinique ophtalmologique ambulatoire juste pour être photographié.

Le Dr Bailey Shen de l'UIC, en collaboration avec des chercheurs du Massachusetts Eye and Ear et de la Harvard Medical School de Boston, ont créé une solution rentable à ce problème: une caméra portable capable de photographier la rétine sans avoir besoin de ces gouttes oculaires gênantes . Construite à partir de pièces simples - dont la plupart sont disponibles en ligne - la caméra ne coûte que 185 $ à produire.

L'appareil photo est basé sur un ordinateur simple et bon marché, "conçu pour apprendre aux enfants comment construire et programmer des ordinateurs". La carte est reliée à une caméra infrarouge de base et à une double diode électroluminescente infrarouge et blanche.

Les caméras rétiniennes normales utilisent une lumière blanche qui provoque la contraction de la pupille, raison pour laquelle les gouttes contraignant la pupille sont nécessaires. Avec la nouvelle caméra, la lumière infrarouge est émise en premier, ce qui ne provoque pas la constriction de l’iris. La lumière infrarouge est utilisée pour focaliser la caméra sur la rétine avant qu'une brève impulsion de lumière blanche ne soit déclenchée et que la photo soit prise.

Les caméras qui utilisent cette technique sont appelées caméras de fonds non mydriatiques et sont déjà utilisées, mais elles sont volumineuses et coûteuses, et coûtent des milliers de dollars. Dr. Shen, et co-auteur Dr. Shizuo Mukai, ont récemment publié des détails sur la caméra et comment la construire dans le Journal d'Ophtalmologie.

MNT a demandé au Dr Shen s'il pensait que l'accès aux dispositifs médicaux pourrait s'améliorer grâce aux progrès de la technologie personnelle. Il a dit:

"J'espère que oui. Dans les années 1970, les ordinateurs personnels coûtaient trop cher, mais de nos jours, la plupart des gens possèdent un smartphone capable de faire beaucoup plus que les ordinateurs des années 1970. Espérons que les appareils médicaux deviendront moins chers et portables. plus accessible dans un avenir proche. "

Il a aussi dit MNT qu'ils travaillent à améliorer la caméra: "Nous essayons de transformer notre prototype de caméra non-mydriatique en un dongle de smartphone afin que nous puissions réduire davantage son coût et sa taille." Ils espèrent également augmenter le champ de vision à l’avenir.

Stimuler le système immunitaire pour lutter contre le cancer

Les progrès médicaux dans la lutte contre le cancer sont toujours des grandes nouvelles. Avec plus d’un demi-million de décès par cancer chaque année aux États-Unis, cela n’est pas une surprise.

Dr.Ajay Maker, professeur agrégé de chirurgie à l'UIC, et son équipe étudient comment le système immunitaire du patient pourrait être utilisé pour lutter contre les cellules cancéreuses, en particulier dans le cancer du côlon.

LIGHT est un messager chimique stimulant le système immunitaire dont les niveaux d'expression étaient peu élevés chez les patients atteints de métastases du cancer du côlon. Maker et ses collègues ont utilisé un modèle de souris pour le cancer du côlon. Une fois que les tumeurs se sont développées sensiblement, les souris ont été réparties en deux groupes: un groupe avait la cytokine LIGHT activée dans les tumeurs et l'autre pas.

Les tumeurs exposées à la LUMIERE ont présenté un afflux de cellules T, et ces guerriers immunitaires ont rapidement réduit la taille de la tumeur. Cette réduction a continué même une fois que l'expression de LIGHT avait cessé. Cette découverte pourrait mener à de nouvelles approches pour lutter contre les excroissances cancéreuses.

MNT a demandé au Dr Maker si LIGHT pourrait être utile dans la lutte contre d'autres types de cancer. Il a répondu:

"L'avantage de notre approche est qu'elle fonctionne pour soutenir et activer les mécanismes immunitaires antitumoraux déjà stimulés par notre réponse immunitaire naturelle. Par conséquent, nous pensons que nos résultats peuvent se traduire par d'autres types de tumeurs."

Nous avons également demandé s'il envisageait d'étudier LIGHT chez d'autres animaux: "Nous évaluons déjà LIGHT sur d'autres modèles animaux et sur des tumeurs humaines dans le but de développer une stratégie de traitement clinique."

Le système immunitaire et les voies des cytokines sont incroyablement complexes. Bien que la science médicale ne dissipe que lentement leurs subtilités, il y a beaucoup d'espoir dans ce domaine. Comme le dit le Dr Maker: "Nous commençons seulement à comprendre et à exploiter le potentiel de nombreuses substances immunomodulatrices dans le microenvironnement tumoral."

Leur recherche est en cours et ils évaluent déjà "de multiples voies pour stimuler les réponses immunitaires anti-tumorales dans les tumeurs solides, y compris les immunothérapies combinées, les stratégies de blocage des points de contrôle et les nouveaux stimulateurs de la mort cellulaire immunogène."

Utilisation du graphène pour détecter le cancer


Une cellule normale comparée à une cellule de glioblastome.
Crédit image: Vikas Berry

Ces dernières années, peu de matériaux ont reçu autant d’attention que le graphène. Il est composé d'une seule couche d'atomes de carbone, liés par un motif de fil de poulet et constitue le matériau le plus fin connu.

Le graphène est 200 fois plus résistant que l'acier, conduit la chaleur et l'électricité et est transparent. Elle est très prometteuse dans une gamme de produits allant des cellules solaires aux fenêtres intelligentes et des appareils portables à l'ingénierie biologique.

Le matériel n'ayant été officiellement isolé et étudié que relativement récemment, son plein potentiel n'a pas encore été débloqué. Cependant, les chercheurs de l’UIC étudient une utilisation innovante et surprenante du graphène. Leur projet est dirigé par Vikas Berry.

En fusionnant des cellules cérébrales sur du graphène, il est possible de différencier une cellule normale d'une cellule cancéreuse hyperactive unique. Cela pourrait potentiellement conduire au développement d'un outil simple et non invasif pour le diagnostic précoce du cancer.

Comme l'explique Berry: "L'interface de la cellule avec le graphène réorganise la distribution de charge dans le graphène, ce qui modifie l'énergie de la vibration atomique détectée par spectroscopie Raman." En d'autres termes, une cellule cancéreuse produit une énergie de vibration atomique subtilement différente de celle des cellules normales. Spécifiquement, en raison de l'hyperactivité de la cellule cancéreuse, elle produit une charge négative plus élevée à sa surface et plus de protons sont libérés.

Selon Berry, des études sur les animaux sont actuellement en cours et des essais sur l'homme suivront bientôt. Il espère que dans les 12 mois, la technique pourra être utilisée cliniquement. Berry et son équipe améliorent encore le processus, a-t-il dit MNT: "Nous travaillons à rendre l'appareil plus compact et plus convivial pour les chirurgiens."

Le scanner cérébral prédit les bienfaits des antidépresseurs

La dépression affecte plus de 15 millions de personnes aux États-Unis. En dépit de sa prévalence et des nombreuses recherches qui s'y rapportent, il reste difficile de déterminer quel traitement conviendra le mieux à chaque individu.

Scott Langenecker et son équipe tentent de changer cela. Ils utilisent l'IRM fonctionnelle (IRMf) pour évaluer le succès du traitement médicamenteux, même avant la première dose.

Pendant l'examen IRMf, les participants souffrant de troubles dépressifs majeurs ont été invités à regarder les lettres X, Y et Z clignoter sur un écran. Ils ont reçu pour instruction d'appuyer sur un bouton lorsqu'ils ont vu une lettre et de ne plus appuyer sur le bouton si la lettre réapparaissait.

Ils ont constaté que les patients qui montraient plus de communication dans certains réseaux cérébraux lorsqu'ils commettaient une erreur au cours de cette tâche étaient moins susceptibles de répondre aux médicaments antidépresseurs.

Les réseaux en question sont le réseau de détection des erreurs et le réseau de traitement des interférences, qui s’active lorsque l’individu décide des informations sur lesquelles se concentrer.

"Nous croyons que l'augmentation des interférences au sein de ces réseaux peut refléter une propension à ruminer des événements négatifs, tels que des erreurs, ou un déficit de régulation émotionnelle face à une erreur, et nos médicaments peuvent aider moins efficacement ces types de patients . "

Natalie Crane, diplômée en psychiatrie à l'UIC

MNT rattrapa Langenecker et lui demanda ce qui avait piqué son intérêt pour les troubles de l'humeur. Il a dit:

"Je voulais étudier une maladie où il y avait une formidable opportunité de déplacer l'aiguille. Il était clair à l'époque qu'il n'y avait pas de percées majeures dans la dépression majeure à l'horizon, pourtant cela touchait 16% de la population."

Il y a encore beaucoup à apprendre sur la dépression. MNT demandé Langenecker si stimuler ou supprimer des réseaux spécifiques pourrait aider dans la lutte contre la condition. Il a dit:

"En étudiant ces réseaux de neurones, nous pouvons également comprendre ces réseaux, quels réseaux travaillent en opposition, et comment les modifier. La stimulation cérébrale profonde est déjà une stratégie. La stimulation magnétique transcrânienne fonctionne sur le même principe et la stimulation transcrânienne par courant continu se situe dans le même stade. Certains pensent que c'est ainsi que la thérapie électroconvulsive fonctionne en réinitialisant ces réseaux. Nous avons des attentes réalistes quant à la possibilité de moduler ces réseaux. "

Le vrai truc, a-t-il dit, consiste à déterminer lesquels modifier, quand et dans quelle mesure. Ensuite, nous devrons comprendre combien de temps l’effet dure et pour quelles personnes il va réussir.

Langenecker et son équipe continuent de faire des progrès dans ce domaine et il nous a dit qu'ils «mèneront plusieurs études différentes pour nous aider à comprendre comment nous pourrions moduler ces n?uds et réseaux avec des traitements traditionnels […], comment ceux-ci changent avec le traitement. et à quel point les changements sont stables. "

L'UIC étend les limites de la recherche à tous les niveaux, luttant contre une gamme de maladies et poussant la technologie plus que jamais. L'avenir pourrait bien être brillant - si l'UIC a quelque chose à voir avec cela.

Cancers du sein et de l'ovaire: De grandes études améliorent les estimations du risque génétique

Cancers du sein et de l'ovaire: De grandes études améliorent les estimations du risque génétique

Une nouvelle étude qui a suivi 10 000 femmes fournit des estimations plus précises, liées à l'âge, du risque de développer un cancer du sein et de l'ovaire chez les porteurs de mutations des gènes BRCA1 et BRCA2. Il suggère également que les antécédents familiaux et la localisation des mutations sur le gène doivent être pris en compte.

(Health)

VIH dans les cellules éradiquées avec un médicament antifongique

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Une nouvelle étude menée par une équipe internationale révèle que le Ciclopirox, une crème antifongique utilisée dans le monde entier, élimine complètement le VIH - le virus qui mène au SIDA - dans les cellules en culture, et le virus ne réapparaît pas à la fin du traitement. L'étude a également constaté que le défériprone, un médicament systémique utilisé pour éliminer l'excès de fer dans l'organisme chez les personnes atteintes de bêta-thalassémie majeure, a le même effet.

(Health)