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10 maladies humaines que nous avons données à des souris
Les souris sont d'excellents outils de recherche. Les scientifiques peuvent les injecter, les infecter, les disséquer et apprendre toutes sortes de choses utiles à la santé humaine.
Cependant, beaucoup de maladies ne font que nuire aux humains. Pour étudier ces maladies chez la souris, les scientifiques doivent faire preuve de créativité. Certaines de ces manœuvres créatives comprennent le traitement hormonal, les greffes de tissus ou le transfert de gènes. Par la suite, les souris deviennent un peu plus humaines.
Parfois, comme dans le cas de troubles psychologiques complexes, le défi est ridiculement difficile. Les scientifiques doivent donc se contenter de reproduire quelques symptômes.
10 gonorrhée
La gonorrhée est une MST causée par une bactérie, Neisseria gonorrhoeae. Dans la nature, il n'infecte que les humains.
En laboratoire, les scientifiques ont utilisé des seringues pour injecter N. gonorrhoeae dans le vagin de nombreuses souris. Mais N. gonorrhoeae n'aime pas vraiment vivre chez la souris. Donc, l'infection ne prend généralement pas.
Après de nombreuses procédures de dépannage, les scientifiques ont découvert qu’il y avait une brève fenêtre pendant le cycle de l’oestrus lorsque les conditions dans le vagin de la souris étaient bonnes. Pendant cette fenêtre, N. gonorrhoeae peut prospérer.
Normalement, cette fenêtre passe rapidement. En traitant les souris avec une hormone sexuelle féminine, le 17β-estradiol, les scientifiques peuvent prolonger cette fenêtre. Après cet apport en œstrogènes, le vagin de souris peut accueillir N. gonorrhoeae pendant plusieurs jours.
Avec ces souris, les scientifiques ont pu tester de nouveaux médicaments. Ils ont également pu étudier le fait curieux qu’une infection ne confère souvent pas une immunité à long terme. Comme les humains, les souris peuvent souvent être infectées à nouveau après avoir récupéré de leur premier combat.
Dans le monde réel, la gonorrhée est rarement isolée. Dans 70% des cas, une infection à gonorrhée est accompagnée d'une infection à chlamydia. Pour étudier ce problème, les scientifiques ont également fabriqué des souris à double STD. Pour construire ces modèles, ils injectent deux types de bactéries dans le vagin des souris: C. muridarum et alors N. gonorrhoeae.
9 maladie d'Alzheimer
La maladie d'Alzheimer est une maladie dégénérative qui affecte le cerveau et peut entraîner de graves pertes de mémoire. Dans le cerveau des patients atteints de la maladie d'Alzheimer, de nombreuses amas de protéines, appelés plaques, apparaissent. Ces plaques sont formées de morceaux d'une protéine appelée APP.
Il existe de nombreuses façons de créer des souris Alzheimer. Plusieurs s'appuient sur une forme mutante d'APP, que l'on retrouve dans deux familles suédoises. Dans ces familles, la maladie d'Alzheimer arrive inhabituellement tôt, alors que les patients sont encore dans la cinquantaine.
De nombreuses souris Alzheimer présentent une perte de mémoire. Pour mesurer cela, les scientifiques ont utilisé plusieurs tests. L'un s'appelle le labyrinthe d'eau Morris. Dans ce test, les souris doivent se rappeler de l'emplacement d'une plate-forme cachée située dans une piscine d'eau.
Un autre test s'appelle le test de reconnaissance d'objet novateur. Une souris est présentée avec deux objets: un qu’elle a déjà vu et un autre qu’elle n’a pas encore vu. Les souris normales passent plus de temps à explorer le nouvel objet. Les souris d'Alzheimer ne semblent pas pouvoir faire la différence.
8 rougeole
La rougeole est causée par un virus. Dans la plupart des cas, cela provoque de la fièvre et des boutons sur la peau. Dans de rares cas, il peut également causer des lésions cérébrales ou la mort.
Dans le monde naturel, la rougeole n'infecte que les humains. Le virus pénètre dans les cellules humaines à l'un des deux récepteurs: CD46 ou CD150.
Pour rendre les souris sensibles à la rougeole, les scientifiques ont introduit les gènes de ces récepteurs chez la souris. Après l'infection, certaines de ces souris contre la rougeole développent des réactions sévères.
Dans un article de 2006, par exemple, des scientifiques ont transformé des souris avec le récepteur CD150 humain. Ensuite, ils ont infecté ces souris avec la rougeole de deux manières différentes: en injectant le virus dans leurs narines ou directement dans leur cerveau. Après infection, beaucoup de souris se sont rapidement estompées. Ils ont perdu le contrôle de leurs mouvements, ont développé des convulsions et sont décédés.
La gravité du cas dépend de l'âge des souris. Les souris nouveau-nées étaient toujours des goners, mais les souris âgées de quatre semaines ont toujours survécu. Chez des souris âgées de deux semaines et de trois semaines, le taux de mortalité était quelque part au milieu.
7 VIH
À ce jour, le VIH a tué environ 39 millions de personnes. Des millions d'autres sont infectés chaque année.
Pour infecter une cellule humaine, le VIH se lie aux récepteurs situés à la surface de la cellule. Chez les chimpanzés, nos cousins proches, ces récepteurs sont similaires. Donc, le VIH peut aussi infecter les chimpanzés.
Les souris, cependant, sont beaucoup plus éloignées. Depuis 90 millions d'années que les souris et les primates se sont séparés, ces protéines ont également changé. En conséquence, le VIH ne peut pas infecter les souris.
Un moyen de résoudre ce problème consiste à transférer des gènes humains chez des souris. Cependant, au moins trois gènes humains sont nécessaires pour aider le VIH à se développer chez une souris.
Une approche plus populaire consiste à construire des souris avec des systèmes immunitaires humains. Cela implique des injections de cellules humain-à-souris et souvent une intervention chirurgicale. De telles souris sont appelées "humanisées".
Une variété de souris humanisée est appelée BLT, une référence au sandwich bacon-laitue-tomate. Contrairement au sandwich, la souris BLT contient un mélange de cellules humaines provenant de trois sources: la moelle osseuse, le foie et le thymus.
Pour construire une souris BLT, les scientifiques commencent par une souris dont le système immunitaire est défaillant. Ensuite, ils prennent des morceaux de foie et de thymus provenant de foetus humains et les transplantent sous le rein de la souris. Ils injectent également des cellules souches provenant de la moelle osseuse humaine.
Après cela, la souris est transformée. Il est bourré de cellules immunitaires humaines et susceptible à 100% de contracter le VIH. Les souris humanisées peuvent être infectées par le VIH via le vagin ou l'anus ou avec une aiguille directement dans les veines.
6 acné
L'acné est un problème humain. Nos cousins les plus proches, les chimpanzés, ne reçoivent pas de boutons. Les souris non plus.
L'acné est provoquée par un va-et-vient destructeur entre la peau humaine et la bactérie Propionibacterium acnes. La plupart du temps, P. acnes est inoffensif. Cependant, lorsque les niveaux d'oxygène plongent dans un pore, P. acnes attaque la peau. Ensuite, le système immunitaire se défend. Le résultat est beaucoup de pus.
Pour étudier l'acné, des scientifiques ont injecté P. acnes dans les souris. L'oreille de la souris est un site d'injection populaire. D'autres scientifiques ont utilisé le dos de la souris.
Mais P. acnes n'aime pas vivre chez la souris. Il préfère de beaucoup les humains.
Pour rendre les souris plus amicales à P. acnes, un groupe de scientifiques a décidé d’introduire des cellules humaines dans des souris. Ils ont percé des trous dans des cylindres de téflon, y ont placé des cellules humaines et les ont transplantés dans le ventre de souris. Une semaine plus tard, ils ont injecté P. acnes.
À l'intérieur des souris, les cellules humaines ont survécu. Ainsi fait P. acnes. En réponse, les corps des souris ont déclenché une réponse immunitaire. C'était un peu similaire à ce qui se passe dans un visage humain avant la formation d'un bouton.
5 trouble obsessionnel-compulsif
Les personnes atteintes de trouble obsessionnel-compulsif (TOC) se sentent poussées à exécuter la même action de manière répétée. Certains se lavent les mains des centaines de fois par jour. D'autres accomplissent des rituels de comptage élaborés chaque fois qu'ils quittent une pièce.
Les souris ne se lavent pas les mains. Mais ils adoptent un comportement équivalent appelé toilettage dans lequel ils se frottent les pattes. Le toilettage excessif chez les souris est souvent utilisé comme modèle pour le TOC humain.
Dans de nombreux cas de TOC, une région du cerveau appelée cortex frontal orbital est anormalement active. Pour recréer le TOC chez la souris, un groupe de scientifiques a décidé de stimuler le cortex frontal orbital avec des impulsions lumineuses.
Une impulsion ne suffisait pas. Cependant, après de nombreuses impulsions réparties sur plusieurs jours, les souris ont commencé à se toiletter plus fréquemment. Certaines de ces souris ont également répondu à un traitement chimique contre les TOC qui a démontré son efficacité chez l'homme.
Les scientifiques ont également fabriqué des souris souffrant de TOC en mutant certains gènes. Chez certains de ces mutants, le toilettage peut devenir intense. Les mutants de Hoxb8 se toilettent si vigoureusement qu'ils se coupent les cheveux. Sapap3-mutants se frottent le visage à plusieurs reprises jusqu'à ce qu'ils infligent des blessures.
4 alcoolisme
Les alcooliques sont physiquement dépendants de l'alcool. Ils ont des fringales intenses et boivent beaucoup.
Chez l’homme, l’alcoolisme est parfois courant dans les familles. Chez les souris, l'amour de l'alcool semble aussi être génétique. Certaines souches de souris boivent peu d'alcool lorsqu'elles en ont l'occasion. D'autres souches boivent plus.
Les souris métabolisent l'alcool rapidement, cinq fois plus rapidement que les humains. Donc, à moins de forcer l'alcool dans la gorge, il peut être difficile de rendre les souris vraiment ivres.
Une façon de surmonter ce problème consiste à élever des souris qui aiment absolument l'alcool et en boivent des tonnes volontairement. Pour ce faire, les scientifiques sélectionnent les souris de chaque génération qui boivent le plus. Après plusieurs cycles de reproduction, le résultat est une souris présentant une préférence élevée pour l'alcool (HAP).
Certaines de ces souris HAP se saoulent. Après avoir bu pendant plusieurs heures, leur taux d'alcoolémie peut dépasser le triple de la limite légale de conduite. Les mouvements des souris ne sont plus coordonnés et ils ont du mal à marcher sous le rayon.
Comme chez les humains, toute cette consommation est volontaire. Les souris HAP ont la possibilité de rester avec de l'eau. Mais ils sont toujours attirés par l'alcool.
3 maladie de Huntington
La maladie de Huntington affecte le système nerveux. Les victimes perdent progressivement la capacité de contrôler leurs mouvements et de penser clairement.
La maladie est génétique et peut être attribuée au gène de la huntingtine situé sur le chromosome humain 4. Les versions normales du gène de la huntingtine contiennent plusieurs répétitions de la séquence CAG, une séquence d'ADN de trois lettres. Dans les versions du gène pathogènes, ces répétitions échappent à tout contrôle. Dans la huntingtine mutante, plus de 35 CAG sont présents.
Dans une expérience, les scientifiques ont introduit une forme mutante de huntingtine humaine chez des souris. Il contenait 72 répétitions CAG.
Une souris portant ce gène à 72 répétitions a eu des problèmes moteurs. Il n'a pas pu terminer un test de traversée de faisceau. Lorsque sa queue pendit à lui et qu’il revint ensuite au sol, il eut du mal à trouver son pied. Il avait aussi tendance à tourner en rond.
Lorsque les scientifiques ont effectué une autopsie, ils ont constaté que le cerveau de la souris commençait à se dégénérer, un peu comme le cerveau des patients de Huntington.
Les scientifiques ont également créé de nombreuses autres souches de la souris Huntington. Certains ne contiennent que des fragments du gène mutant ou n'expriment le gène que dans des cellules cérébrales spécifiques.
2 autisme
Les personnes atteintes d'autisme ont du mal à interagir avec d'autres personnes. Certains se livrent également à des comportements répétitifs tels que battre des mains.
De nombreux gènes différents contribuent au risque d'autisme. Par exemple, Cntnap2 joue un rôle dans le développement précoce du cerveau.
Dans une expérience, les scientifiques ont inactivé le gène Cntnap2 chez la souris. Dans ces mutants, le cerveau s'est développé différemment. Certaines cellules cérébrales n'ont pas voyagé où elles étaient censées aller. Les niveaux d'un type de cellule cérébrale appelé l'interneuron ont également été réduits.
Les souris sans le gène Cntnap2 se sont également comportées différemment. Beaucoup de leurs comportements ressemblaient aux symptômes de l'autisme humain. Par exemple, les mutants étaient moins communicatifs que les chiots. Une fois séparés de leur mère, ils ont donné moins d'appels de détresse.
À l'âge adulte, les souris sans le gène Cntnap2 étaient également moins sociales. Lorsque les souris normales se voient présenter un tube vide et un tube contenant une souris, elles préfèrent généralement examiner le tube contenant la souris. Mais les souris sans le gène Cntnap2 n'ont montré aucune préférence de ce type.
Comme beaucoup d’êtres humains autistes, les souris sans le gène Cntnap2 ont également adopté des comportements répétitifs. Ils ont creusé à plusieurs reprises au sol. Ils se sont également préparés au risque de se blesser.
Ces souris ont également réagi au médicament à base de rispéridone au même titre que les humains atteints d'autisme.Après que les souris aient reçu le médicament, leurs comportements répétitifs ont été contrôlés. Mais les problèmes sociaux sont restés.
1 schizophrénie
La schizophrénie est une maladie mentale. Les symptômes les plus connus sont les délires et les hallucinations. L'apathie et les problèmes d'apprentissage sont des symptômes moins dramatiques.
Chez les personnes atteintes de schizophrénie, le neurone MD, une sorte de cellule cérébrale, est moins actif. Pour recréer cette différence mentale chez les souris, les scientifiques ont bloqué les neurones chimiquement. Après ce blocage, les souris avaient du mal à s’adapter au nouvel ensemble de règles pour trouver de la nourriture. Cette difficulté peut ressembler au genre de problèmes d’apprentissage rencontrés par les personnes atteintes de schizophrénie.
La schizophrénie est également pratiquée dans les familles. De nombreux gènes différents semblent jouer un rôle. Dans une famille écossaise, une mutation du gène appelé DISC1 semble augmenter le risque. Pour étudier cette connexion, les scientifiques ont introduit une forme mutante de DISC1 chez la souris.
Chez les souris présentant le mutant DISC1, le cerveau s'est développé différemment. Un ensemble de structures appelées les ventricules latéraux est devenu plus grand que la normale. C'était particulièrement vrai du côté gauche. On observe également ce type de différences cérébrales chez les personnes atteintes de schizophrénie.
Les souris porteuses du gène mutant présentaient également d'autres symptômes. Parfois, ils étaient plus hyperactifs. Lorsqu'on leur a donné un champ libre pour courir, elles se sont précipitées un peu plus maniablement que les souris normales. À d'autres moments, les souris étaient plus apathiques. Lorsqu'elles sont déposées dans un récipient rempli d'eau, elles résistent moins que les souris normales.
Ces différences de comportement peuvent avoir quelque chose à faire avec la schizophrénie, mais les scientifiques n'en sont pas certains.
Il n’est pas clair si les souris seront conçues pour afficher certains des symptômes les plus célèbres de la schizophrénie, comme entendre des voix ou croire qu’il s’agit d’un personnage historique célèbre. Vous aurez peut-être besoin d'un cerveau humain pour cela. Mais même si une souris schizophrène finissait par croire que c'était Elvis, elle ne pourrait pas en parler aux scientifiques.