Section 22 Biologie cellulaire, développement, évolution-développement, reproduction

Conclusion

En conclusion, la recherche française est forte d'un long historique et possède de nombreux atouts, technologiques, structuraux, et écoles de pensées, dans les domaines de la biologie du développement, de l'évo-dévo, de la biologie de la reproduction et de la biologie cellulaire. Elle a notamment su préserver la variété thématique et de modèles expérimentaux, in vitro et in vivo, nécessaire à une recherche intégrée et multi-échelle représentative des diversités de fonctionnement de la cellule, de l'organe et de l'organisme. À l'heure actuelle, ce sont ces diversités qu'il faut comprendre, ce à toutes les échelles, pour appréhender les variations normales et pathologiques de la physiologie d'un organisme, et pouvoir les manipuler dans une perspective de santé. Le renforcement de structures de recherche et d'approches interdisciplinaires, et le maintien d'une diversité de modèles d'étude, seront sans aucun doute l'atout majeur de réussite dans cette perspective.

Devant cette mission ambitieuse, le domaine Biologie du Développement – Biologie Cellulaire souffre paradoxalement d'un manque croissant de reconnaissance et donc de financements. Le contexte budgétaire actuel est régi par les demandes à court terme d'applications thérapeutiques, malgré le réductionnisme démontré et délétère d'une telle vision. Un mauvais raccourci intellectuel et une fausse croyance seraient de focaliser la recherche en Biologie du Développement – Biologie Cellulaire sur l'espèce humaine, et plus particulièrement, de penser qu'accumuler des données en masse dans cette espèce, par des approches à haut débit, nous apporterait la connaissance nécessaire pour des approches thérapeutiques (comme cela est proposé par la « Stratégie Nationale de Recherche »). L'unanimité des membres de la section 22 est convaincue que cette vision est réductionniste : les découvertes les plus influentes échappent à toute planification et résultent de l'intégration d'une complémentarité d'approches, d'expertises, de techniques, mais aussi d'une complémentarité de multiples modèles vivants expérimentaux, que le CNRS a su développer dans de nombreuses unités. Placer cette réalité sous silence revient à ignorer les fondements de la recherche en biologie et en médecine.

L'impact socio-économique majeur de la recherche fondamentale en Biologie du Développement – Biologie Cellulaire est mesurable à travers un nombre toujours croissant d'exemples concrets dont certains ont véritablement révolutionné les pratiques médicales d'aujourd'hui. Citons en premier lieu les découvertes du laboratoire de Margaret Buckingham, biologiste du développement mondialement reconnue et couronnée par la médaille d'Or du CNRS en 2013. En cherchant à déterminer chez la souris l'origine embryonnaire des cellules cardiaques, les travaux les plus récents dirigés par M. Buckingham ont identifié une nouvelle source de cellules précurseurs contribuant à la fois à la formation du pôle artériel et du pôle veineux du cœur, indiquant une origine, et donc possiblement des pathologies communes, à ces deux territoires. Il en a résulté une adaptation radicale des procédures d'opération à la naissance de malformations congénitales cardiaques chez l'homme pour intervenir maintenant sur ces deux pôles, avec des succès manifestes. Nombre d'autres exemples peuvent être cités dans les domaines couverts par ce rapport ; nous nous bornerons à quelques-uns :

– l'étude fondamentale, utilisant des modèles mammifères, des mécanismes de la biologie de la reproduction a eu un impact socio-économique considérable, d'une part dans l'optimisation des productions agronomiques, d'autre part d'un point de vue médical dans la maîtrise des processus permettant l'obtention de gamètes humains fonctionnels et la fécondation in vitro ;

– toujours dans le domaine de la reproduction, le premier modèle transgénique murin de prééclampsie sévère, modèle créé en France en 2013 et cédé depuis à de nombreuses équipes étrangères, permet pour la première fois de tester des approches thérapeutiques contre cette complication obstétricale potentiellement gravissime, et d'évaluer les cascades géniques impliquées ;

– la connaissance précise des molécules de signalisation ou des voies sécrétrices a permis de les utiliser comme biocapteurs. Leur capacité intégrative et leurs algorithmes biologiques, façonnés au cours d'un demi-milliard d'années d'évolution, sont largement supérieurs à la performance des capteurs conventionnels pour déceler par exemple les besoins en insuline chez les diabétiques, ou détecter des poisons biologiques ;

– les modèles génétiques de laboratoire (levure, mouche à vinaigre, poisson zèbre, souris...) ont permis, ces vingt dernières années, l'identification de nombreuses molécules impliquées dans la communication cellulaire, notamment les molécules sécrétées « signales ». Ces molécules se sont révélées exister chez l'homme et être impliquées non seulement dans le développement embryonnaire mais au cours de la vie adulte où leur malfonction est à l'origine de nombreux cancers. Ainsi, le développement commercial récent de la drogue anti-cancer Erivedge/Vismodegib, sur la base de l'identification chez la mouche à vinaigre du gène hedgehog, traite de manière efficace les carcinomes basocellulaires, le cancer de plus forte incidence dans le monde occidental ;

– l'identification des enzymes contrôlant le déroulement du cycle cellulaire (kinases, phosphatases, etc.) ainsi que leurs inhibiteurs spécifiques a ouvert la voie à une médecine personnalisée offrant une palette de molécules permettant de cibler plus efficacement les tumeurs à différentes phases de leur développement. Récemment, la découverte du phénomène de tri des centrosomes surnuméraires de certaines tumeurs solides (type carcinome) a conduit à cibler des molécules impliquées spécifiquement dans ce phénomène, comme par exemple la Kinésine HSET, touchant ainsi principalement les cellules tumorales ;

– l'identification des gènes (ou cocktails de gènes) de pluripotence, essentiellement à partir des cellules ES de souris et par comparaison avec les cellules germinales d'autres espèces animales, a ouvert la voie à la pluripotence induite, notamment à partir de cellules différenciées humaines. La transplantation de telles cellules humaines dans le cerveau et/ou la moelle épinière de rat et de souris a permis la réparation de maladies neurodégénératives ou de lésions induites ;

– primées par le prix Nobel de Médecine en 2011, des recherches fondamentales menées sur la drosophile dans le laboratoire de Jules Hoffman ont permis de caractériser une nouvelle famille de récepteurs TLR jouant un rôle fondamental dans la défense contre les infections. L'activation précoce de ces récepteurs en amont des cascades inflammatoires en fait des cibles thérapeutiques privilégiées pour certaines pathologies comme des maladies auto-immunes ou certains cancers. Des agonistes de certains récepteurs TLR sont actuellement testés comme vaccins contre l'hépatite C, le virus de la grippe, dans des allergies et certains cancers.

La recherche en Biologie du Développement – Biologie Cellulaire reste, par essence et par nécessité, largement d'ordre fondamental et exploratoire ; elle nécessite la multiplication des modèles expérimentaux, notamment non-humains, pour recouvrir le champ de l'existant, et une importante prise de risque, sur la durée, devant la formidable perspective de découvrir des mécanismes moléculaires, cellulaires ou physiologiques nouveaux impactant l'homéostasie d'un individu et ouvrant sur des perspectives de santé novatrices. Un programme scientifique responsable car engagé sur le futur doit chercher à promouvoir, à travers des programmes de soutien pluriannuel, de telles approches multi-échelles, multi-modales et multi-organismes pour l'étude du vivant, garantissant ainsi la liberté indispensable à la créativité et à notre potentiel d'innovation à long terme.