Liaison, 30 octobre 2003
Trois nouvelles chaires de recherche du Canada
Vieillissement, cancer de la peau, diagnostic
de la trisomie 21 et matériaux quantiques
GILLES PELLOILLE
Trois nouveaux professeurs de l'Université ont été nommés titulaires de
chaires de recherche du Canada. Ainsi, Stephen C. Cunnane, qui s'intéresse
de près à
la nutrition, va tenter de comprendre le rôle des gras alimentaires dans
le cerveau au cours du vieillissement; pour sa part, Régen Drouin, expert
mondial en analyse de l'ADN in vivo, va scruter deux problèmes à l'échelle
des molécules, soit le cancer de la peau et la trisomie 21; enfin, Jan J.
Dubowski, va utiliser la physique quantique pour faire progresser la
photonique.
Chaire de recherche du Canada sur le métabolisme et le
vieillissement du cerveau
En tant que
titulaire de la nouvelle Chaire de recherche du Canada sur le métabolisme
et le vieillissement du cerveau, Stephen C. Cunnane voudra comprendre le
lien entre l'utilisation des acides gras par l'organisme et le maintien ou
la perte des fonctions cognitives au cours du vieillissement. Une
meilleure connaissance de ce lien pourrait ouvrir la voie à de nouvelles
recommandations alimentaires et à la mise au point de médicaments ainsi
qu'à une meilleure compréhension des fonctions cérébrales.
Près de 20 % des personnes de 65 ans et plus éprouvent des déficiences
cognitives, c'est-à-dire que leur mémoire, leur langage ou leur
raisonnement se détériorent. Parmi elles, figurent les victimes de la
maladie d'Alzheimer, soit 238 000 Canadiennes et Canadiens en 2001. Ces
dysfonctions cognitives apparaissent souvent au moment d'un changement
important dans l'utilisation que fait l'organisme des gras alimentaires :
diminution du recours aux acides gras polyinsaturés, réduction des
réserves de gras, modification de la composition en acides gras des tissus
adipeux.
Stephen C. Cunnane s'intéresse depuis deux décennies aux acides gras
polyinsaturés (AGPI), que les humains absorbent surtout en mangeant du
poisson. Avec son ancienne équipe de University of Toronto, il a démontré
que les AGPI étaient importants non seulement parce qu'ils fournissent des
matériaux nécessaires aux membranes cérébrales, mais aussi parce qu'ils
constituent un carburant pour l'organe humain qui consomme le plus
d'énergie, le cerveau.
À l'Université de Sherbrooke, Stephen C. Cunnane se penchera
particulièrement sur la manière dont l'organisme d'une personne âgée
utilise les acides gras qu'elle mange, afin de comprendre l'influence de
cette utilisation sur les fonctions cognitives.
Les analyses seront réalisées à partir de trois groupes distincts,
constitués de personnes très âgées (75 ans et plus) ne présentant pas de
dysfonctions cognitives, d'individus très âgés souffrant de désordres
cognitifs et, finalement, de plus jeunes (20-30 ans et 50-60 ans).
Les résultats de cette recherche pourraient permettre de prédire de
façon précoce l'apparition de désordres cognitifs et de mettre au point
diverses stratégies de prévention.
Chaire de recherche du Canada en génétique, mutagénèse et cancer
Les travaux de
Régen Drouin, titulaire de la nouvelle Chaire de recherche du Canada en
génétique, mutagénèse et cancer, comprendront deux volets : d'une part,
étudier les dommages causés à l'ADN au niveau des cellules cutanées par
les rayons solaires (ultraviolets), les mécanismes de réparation
génétique, et le contrôle de l'expression des gènes impliqués; d'autre
part, développer un test diagnostique de la trisomie 21 à partir de
cellules fœtales présentes dans le sang maternel.
Les recherches de Régen Drouin permettront une meilleure connaissance
des processus moléculaires en jeu dans le développement des cancers de la
peau, favoriseront la mise au point de thérapies préventives, en plus de
développer un diagnostic de la trisomie 21 à partir d'un échantillon
sanguin de la mère, ce qui éliminera les risques d'avortement inhérents
aux tests actuels (amniocentèse et choriocentèse).
Les cancers de la peau affectent un nombre grandissant de personnes,
surtout chez les Caucasiens. Dans tous ces cas, les rayons ultraviolets
(UV) émis par le soleil jouent un rôle majeur. En effet, les UVA et les
UVB causent des dommages à l'ADN des cellules de la peau. S'ils ne sont
pas réparés adéquatement par les mécanismes naturels, ces dommages peuvent
produire des mutations qui sont à la base du développement d'un cancer.
Voilà pourquoi Régen Drouin tente d'établir la fréquence et la
distribution des dommages génétiques induits par les rayons UV, ainsi que
le taux de réparation de ces dommages. Grâce à la Chaire de recherche, il
scrutera, à l'échelle moléculaire, de la peau humaine produite en
laboratoire et exposée au spectre solaire complet (UVA et UVB). Des
cellules cutanées pures et des cultures monocouches seront quant à elles
exposées à des radiations strictement UVA ou UVB pour servir d'éléments de
comparaison. Dans ce matériel vivant, Réjean Drouin cible particulièrement
certains gènes (p53 et les gènes Ras).
Un autre domaine fera l'objet des efforts de Régen Drouin : la présence
de cellules fœtales dans le sang maternel. Le chercheur veut identifier
les différentes catégories de ces cellules et établir quels critères
affectent leur abondance en cours de grossesse (âge du fœtus, tabagisme…).
Il tentera aussi d'améliorer les techniques d'enrichissement en
laboratoire de ces cellules fragiles. Ces travaux conduiront à la mise au
point de tests diagnostiques de la trisomie 21 à partir de sang maternel,
à un stade précoce de la grossesse (entre 10 et 14 semaines).
Chaire de recherche du Canada en semi-conducteurs quantiques
Lors de ses
recherches comme titulaire de la nouvelle Chaire de recherche du Canada en
semi-conducteurs quantiques, Jan J. Dubowski va produire des matériaux
quantiques semi-conducteurs afin de développer une nouvelle génération de
composants photoniques utiles dans les secteurs des télécommunications et
du biodiagnostic.
La manipulation des propriétés des semi-conducteurs quantiques
permettra la mise au point de systèmes informatiques de traitement et de
transmission des données à faible coût ainsi que de systèmes performants
d'imagerie de cellules vivantes.
L'imagerie médicale et les télécommunications sont deux secteurs
névralgiques de la société qui bénéficient de la récente révolution
photonique. Cette révolution du traitement, de la transmission et du
stockage de données impliquant les particules de lumière (photons) est
largement tributaire du développement de matériaux quantiques
semi-conducteurs. Il s'agit de matériaux constitués de structures
minuscules (par exemple, de points quantiques), atteignant seulement
quelques nanomètres (10-9 m), à l'intérieur desquels les électrons
subissent des effets quantiques.
La révolution quantique en photonique n'a cependant pas livré tous ses
fruits parce que les technologies de fabrication d'équipements présentent
encore de nombreuses déficiences et que l'on connaît encore trop peu les
propriétés des nanostructures. Par exemple, il n'est toujours pas possible
de produire un revêtement où les points quantiques de grosseur uniforme
seraient adéquatement distribués.
Jan J. Dubowski est un spécialiste des matériaux quantiques et des
méthodes innovatrices faisant appel à des photons pour fabriquer des
nanostructures. Par son programme de recherche comme titulaire de la
Chaire, il compte percer plusieurs mystères qui entourent encore les
points, les puits et les fils quantiques. Il cherchera aussi à modifier
les propriétés de ces nanostructures, à l'échelle atomique, afin d'en
augmenter la performance et de permettre la miniaturisation de différents
dispositifs photoniques.
Un des grands espoirs suscités par les travaux de Jan J. Dubowski est
de pouvoir un jour utiliser les semi-conducteurs quantiques pour le
biodiagnostic, de façon à éliminer le recours aux actuelles méthodes de
marquage fluorescent.
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