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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