cea saclay 21/juillet 2003 - · les antennes du centre cea de saclay l’ apprentissage du langage...

DOSSIERLES ANTENNES DU CENTRE CEA DE SACLAY

L’apprentissage du langage chez les nourrissons

Bionexis développe une molécule

pour détecter les cellules suicidaires

▲

LE JOURNALCentre CEA de Sac lay

JUIL

LE

T2

00

3 >

N°

21

CEA saclay 21/juillet 2003 21/07/03 15:13

Cherbourg

Caen

Meyrin

Modane

2

Éditeur

CEA (Commissariat

à l’énergie atomique)

Centre de Saclay

91191 Gif-sur-Yvette Cedex

Directeur

Jean-Pierre Pervès

Directeur de la publication

Yves Bourlat

Rédacteur en chef

Christophe Perrin

Rédactrice en chef adjointe

Sophie Astorg

Ont également participé

à ce numéro

Louisa Barré,

Edgardo D. Carosella,

Philippe Elias,

Gérard Frelat,

Nathalie Manaud,

Jean-Luc Martinot,

Irène Rio,

Nathalie Tzourio-Mazoyer.

Iconographie

Chantal Fuseau

Photos de couvertureHaut / gauche :

Expérience de biologie au Service

de recherche en hémato-immuno-

logie à l’hôpital Saint-Louis, à Paris

Bas / gauche :

Soudure laser au CLFA

( Coopération laser

franco-allemande), à Arcueil

Haut / droit :

Imagerie cérébrale : rendu

tridimensionnel à partir d’images

IRM du cortex moteur et

des structures centrales ainsi que

des connexions qui les relient

Bas / droit :

Examen de viabilité

cardiaque par tomographie par

émission de positons au Service

hospitalier Frédéric Joliot, à Orsay

Conception graphique

Mazarine

2, square Villaret de Joyeuse

75017 Paris

Tél. : 01 58 05 49 25

Crédits photos

Sophie ASTORG

CEA

CEA/CNRS/INSERM

CEA / Cyceron

J. M. MIROUX / GANIL

CEA-GONIN

CEA-L.MEDARD

CNES / NASDA

M. DEPARDIEU © INSERM

C.DUPONT/CEA

Cyril FRÉSILLON /

Collège de France

Guillaume FUSAI

© INRA-Bertrand NICOLAS

UMR 6095 CNRS CEA

Université de Caen et Paris 5

Commission paritaire

N° ISSN 1276-2776

Centre CEA de Saclay

Droits de reproduction,

texte et illustrations

réservés pour tous pays

Éditorial

Le saviez-vous ?

Le centre CEA

de Saclay a un don

bien méconnu,

celui d’ubiquité. Je

ne parle pas, bien

sûr, des deux sites

localisés sur le

plateau de Saclay, à savoir le site

principal (à cheval sur Saclay,

Saint-Aubin et Villiers-le-Bâcle) et

Une culture de la mixitéCette mission d’ensemencement de la

physique, de la biologie et de la méde-

cine a naturellement pris corps avec la

création d’unités communes avec

d’autres organismes de recherche natio-

naux, hébergées le plus souvent par le

CEA, mais aussi quelquefois par l’orga-

nisme partenaire, ou encore dans des

structures plus autonomes. La «mixité»

de ces unités montre bien l’inter-

pénétration et l’alliance des disciplines.

Des équipements partagésSimultanément, la nécessité de mutua-

liser les moyens expérimentaux en

physique fondamentale, pour poursui-

vre les recherches au meilleur niveau, a

imposé de véritables partenariats.

celui de l’Orme des Merisiers,

mais de bien d’autres implanta-

tions géographiques dont le centre

CEA et les unités de Saclay sont

responsables : ce sont ces « anten-

nes » du centre CEA de Saclay,

constituées d’équipes et de

moyens remarquables par leur

diversité, souvent en partenariat

avec d’autres organismes, qui font

l’objet de ce dossier.

1

LES « ANTENNES » DU CENTRE CEA DE SACLAY :

UN TOUR DE FRANCE EN 15 ÉTAPES

Les «antennes» du centre CEA de Saclaysont situées à : Arcueil (CLFA : Coopérationlaser franco-allemande) ; Caen (GANIL :Grand accélérateur national d’ions lourds,CIRIL : Centre interdisciplinaire de rechercheions laser, GIN : Groupe d’imagerie neuro-fonctionnelle et GDM-TEP : Groupe de déve-loppements méthodologiques pour la tomo-graphie par émission de positons, apparte-nant tous les deux au centre Cyceron :Centre d’imagerie cérébrale et de rechercheen neurosciences) ; Cherbourg (INSTN :Institut national des sciences et techniquesnucléaires) ; Fontenay-aux-Roses (SAFAR :

Service d’assainissement de Fontenay-aux-Roses) ; Gif-sur-Yvette (LSCE : Laboratoiredes sciences du climat et de l’environne-ment) ; Jouy-en-Josas (LREG : Laboratoire deradiobiologie et d’étude du génome) ;Meyrin (antenne CEA au CERN : Centreeuropéen pour la recherche nucléaire) ;Modane (LSM : Laboratoire souterrain deModane) ; Orsay (LURE : Laboratoire pourl’utilisation du rayonnement électromagné-tique, SHFJ : Service hospitalier FrédéricJoliot) ; Palaiseau (LSI : Laboratoire des soli-des irradiés) ; Paris (SRHI : Service de recher-che en hémato-immunologie).

Sommaire n° 21Éditorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 2Dossier : les « antennes » du centre CEA de Saclay

Sciences du vivant . . . . . . . . . . . . . page 4Enseignement. . . . . . . . . . . . . . . . page 13Recherche technologique . . . . . . page 14Energie nucléaire . . . . . . . . . . . . . page 15

L’apprentissage du langage chez les nourrissons . . . . . . . . . . . . . . page 17Du laboratoire à l’entreprise : Bionexis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . page 18


3

La création du CERN, en 1954, près de

Genève, en est l’illustration embléma-

tique à l’échelle européenne.

Aujourd’hui encore, il constitue le plus

grand laboratoire de recherche en

physique des particules au monde. Sur

place, une équipe permanente du CEA

prête main forte aux physiciens de

Saclay de passage pour leurs expérien-

ces. Autre exemple : à Caen, le Grand

accélérateur national d’ions lourds

(GANIL) est une installation d’envergure

dédiée à la physique nucléaire, financée

à parité par le CNRS et le CEA.

Le GANIL «cristallise» autour de lui

plusieurs laboratoires mixtes, tous

rattachés, comme lui, au centre CEA de

Saclay. Dans ces grands équipements

partagés s’est développée une culture

de l’accueil pour des scientifiques de

toutes nationalités.

Des localisations propicesSi ces unités «excentrées» se sont

fréquemment agrégées à des installa-

tions préexistantes, certaines doivent

leur implantation géographique à une

forte implication des collectivités loca-

les - c’est le cas du GANIL - ou encore

à un site d’exception comme le tunnel

du Fréjus pour le Laboratoire souter-

rain de Modane. Les 1 800 mètres de

roches surmontant le tunnel permet-

tent en effet d’isoler les expériences

des rayonnements cosmiques parasi-

tes et de bénéficier d’excellentes

conditions de mesure.

Le CEA a aussi su fertiliser ses recher-

ches en rejoignant d’autres terres,

bénéficiant ainsi d’infrastructures et de

technologies, de sujets d’étude qu’il n’a

pas lui-même.

On peut citer, par exemple, notre

présence à l’INRA, à Jouy-en-Josas et

les services hospitaliers implantés à

Orsay et à l’hôpital Saint-Louis, à Paris.

Des liens étroitsCertains laboratoires appelés

«Laboratoires de recherche correspon-

dants» ont, avec le CEA, une relation

privilégiée qui remonte parfois à leur

création. C’est le cas notamment du

Laboratoire Jean-Maetz de

Villefranche-sur-mer. Ces laboratoires

accueillent quelquefois des salariés de

Saclay et il arrive que leurs program-

mes de recherche soient définis en

concertation avec des unités de Saclay.

Ils n’ont cependant pas de lien statu-

taire avec le centre CEA de Saclay et ne

seront donc pas présentés ici.

De la même façon, nous avons exclu

les organismes accueillant à titre indivi-

duel des personnels détachés, comme

l’ANVAR1 ou l’AIEA2 et les grands équi-

pements américains, en physique des

particules notamment, qui accueillent

régulièrement des chercheurs de

Saclay et leurs expériences.

Ce numéro du journal de Saclay

présente les laboratoires extérieurs qui

dépendent des Directions des sciences

du vivant, de la recherche technologique,

de l’énergie nucléaire et de l’Institut

national des sciences et techniques

nucléaires. La seconde partie de ce

dossier, dans le prochain numéro du

journal, présentera les laboratoires qui

dépendent de la Direction des sciences

de la matière.

Il n’est évidemment pas possible de

présenter toutes les recherches menées

dans ces antennes, mais nous espé-

rons que les quelques exemples choisis

vous donneront l’envie d’en savoir plus.

Bon voyage !

Jean-Pierre Pervès

Directeur du centre CEA de Saclay

1 ANVAR : Agence nationale pour la valorisation

des actions de recherche2 AIEA : Agence internationale de l’énergie

atomique

S'emmêler les crayonsAllons-nous plus vite que la musique (techno, bien

sûr) en mettant dans les réacteurs d'aujourd'hui un

des combustibles auxquels nous pourrions rêver

pour demain ? En effet, une erreur s'est glissée dans

la légende de la photo de la page 13 de notre

dossier spécial intitulé "Quelles énergies pour

demain?" : non, dans les centrales nucléaires, les

crayons de combustible ne sont pas constitués d'un

empilement de pastilles d'uranium métallique, mais

de pastilles d'oxyde d'uranium, entourées d'une

gaine en alliage de zirconium. C'est ce qu'un journal

satirique intitulerait s’emmêler les crayons!

Le prochain numéro du «Journal du centre CEA de

Saclay» permettra d’achever notre «tour de France»

(photo : le GANIL, à Caen)

Jean-Pierre Pervès1


4

Dans ce domaine, le premier axe de recherche du CEA concerne l’étude des effets des rayonnements

ionisants sur la matière vivante. Le second axe de recherche porte sur l’application de technologies

issues du nucléaire (développement de techniques de marquage et de nouveaux marqueurs) et sur

leurs utilisations en imagerie médicale, biologie structurale et ingénierie des protéines.

Sciences du vivant

ORSAYLe Service hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ) se consa-

cre à la recherche médicale en utilisant les tech-

niques d’imagerie médicale les plus performantes.

Plusieurs équipes du CEA, au Service hospitalier

Frédéric Joliot à Orsay et au Centre d’imagerie céré-

brale et de recherches en neurosciences (Cyceron1) à

Caen exploitent des systèmes d’imagerie médicale,

basés sur les propriétés de l’atome, pour explorer le

fonctionnement du corps humain et imaginer des

voies diagnostiques et thérapeutiques nouvelles.

La tomographie par émission de positons2 (TEP) et 1 Cyceron : Centre d'Imagerie Cérébrale Et de Recherche en neurOscieNces 2 Les mots qui figurent en orange dans le texte sont expliqués page 9.

l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle

(IRMf) sont les deux techniques-phares pour l’étude

d’organes comme le cerveau ou le cœur. En plein

essor, ces techniques consistent à suivre «à la trace»

des molécules biologiques pour comprendre le fonc-

tionnement d’un organe. La variété de ces molécules

offre un champ d’expériences très ouvert pour la

recherche médicale.

DES IMAGES POUR GUÉRIR

Orsay : Service hospitalier Frédéric JoliotCaen : Centre d’imagerie cérébrale et de recherches

en neurosciences

> CARTE D’IDENTITÉ

NOM : Service hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ)

DIRECTEUR : André Syrota

COLLABORATIONS : INSERM1, CNRS2, Universités Pierre et

Marie Curie, Denis Diderot, Paris-Sud,

François Rabelais (Tours), Assistance

Publique - Hôpitaux de Paris, collabo-

rations internationales etc…

SIGNES PARTICULIERS : Composé de trois unités de recherche

CEA, une unité mixte CEA-CNRS, une

unité mixte CEA-INSERM et de deux

équipes CEA-INSERM

LOCALISATION : Centre hospitalier d’Orsay (91)

NÉ EN : 1958

EFFECTIF TOTAL : 150 1 Institut national de la santé et de la recherche médicale2 Centre national de la recherche scientifique

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de Saclay

5

Des travaux ont également mis en évidence, par IRMf, des

régions cérébrales sollicitées au cours de tâches d’ap-

prentissage inconscientes comme la perception d’images

subliminales.

Recherche fondamentaleL’imagerie médicale fonctionnelle permet d’appréhender la

complexité des processus neurodégénératifs à l’échelle

cellulaire (mort cellulaire, dysfonctionnements neuro-

naux…), qui jouent un rôle prépondérant dans certaines

pathologies telles les maladies de Parkinson ou de

Huntington.

En cardiologie, la compréhension des mécanismes des

pathologies du myocarde permettra d’affiner les pronos-

tics et de proposer de nouveaux traitements.

Un plateau d’imagerie fonctionnelleunique en EuropeLe SHFJ est la seule unité de recherche en Europe à regrou-

per les différentes méthodes d’exploration fonctionnelle et

atraumatique chez l’homme (gammatomographie, TEP,

IRMf…), tout en disposant de laboratoires de recherche

fondamentale et d’une unité clinique en médecine nucléaire.

Des méthodologies d’imagerieLes chercheurs y développent des «méthodologies d’ima-

gerie» pour les techniques de tomographie par émission

de simples photons (ou gammatomographie), TEP et

IRMf. Certaines d’entre elles nécessitent le recours à des

radio-isotopes qui sont ensuite incorporés à des molécu-

les biologiques grâce à des techniques de radiochimie.

Des images du cerveauLa fusion d’informations obtenues par différentes métho-

dologies d’imagerie contribue à la transcription sous

forme de cartographies des grandes fonctions cérébrales.

L’objectif est d’identifier les réseaux neuronaux impliqués

dans le langage, le calcul et la conscience dans leur

dimension spatio-temporelle.

3

Tomographie par émissions de positons au Service hospitalier

Frédéric Joliot

Dépression mélancolique : les images TEP et IRM sont ici

superposées, fusionnant données fonctionnelles (ici, l’activité

énergétique locale du cerveau) et informations anatomiques.

Des zones d’hypoactivité sont relevées individuellement.

Le nouveau cyclotron du SHFJ est placé dans une casemate

enterrée et étanche dont les parois sont en béton de haute

densité et d’épaisseur minimale de 1,20 mètre.

3

2

1

ZoomL’IMAGERIE CÉRÉBRALE EN PSYCHIATRIE

Parmi les recherches menées au SHFJ, signalons que, depuis 1986, des cher-

cheurs psychiatres s’attachent à mettre en relation une maladie mentale et

certaines anomalies anatomiques, métaboliques ou neurochimiques du

cerveau.

Autisme

L’imagerie cérébrale révèle que le cerveau d’enfants autistes présente des

anomalies morphologiques impossibles à expliquer par des facteurs psycho-

logiques, dans des régions clefs pour l’établissement de rapports sociaux.

Schizophrénie

On observe des dysfonctionnements dans certaines régions du cerveau qui

se développent au cours de l’adolescence. La maturation cérébrale des

patients est alors spécifiquement prise en compte puisque ces affections

débutent chez l’enfant et le jeune.

Psychopharmacologie

Les psychiatres cherchent à optimiser les traitements médicamenteux à la

lumière des informations fournies par la TEP. Par exemple, le dosage permet

d’ajuster la cible du médicament : une forte dose pénètre plus en profondeur

à l’intérieur du cerveau. Une stratégie individualisée de traitement peut alors

être envisagée. Mieux encore : les régions

cérébrales déficientes pourraient être ciblées

encore plus précisément et traitées par stimu-

lation magnétique locale. Cette nouvelle

approche thérapeutique est en cours d’éva-

luation pour les états dépressifs et les hallu-

cinations résistant aux traitements usuels,

fréquentes chez les schizophrènes.

Contact : [email protected] 2


6

Sciences du vivant

De multiples applications cliniquesQue donne à «voir» l’imagerie fonctionnelle ? Comment

ces informations peuvent-elles être ensuite utilisées pour

lutter contre les maladies ?

2

Min. Max.

Les positons émis par le traceur radioactif injecté au patient sont enregistrés

par le détecteur en anneau de la caméra TEP, ce qui permet, après analyse

informatique, de reconstituer une image tridimensionnelle de l’organe à

étudier. Cette technique est utilisée pour pratiquer des examens neurolo-

giques, cardiaques et oncologiques (cancérologie). L’acquisition des images

peut durer de 30 minutes en cardiologie à plus d’une heure, lorsque le corps

entier est examiné pour la recherche de métastases cancéreuses, par exemple.

Maladie de Huntington : deux ans après une greffe de neurones fœtaux, les

fonctions intellectuelles et motrices du patient, correspondant à la région

opérée (flèche blanche), sont restaurées.

2

1

Voir quoi ? Pour quoi faire ?De nouvelles molécules élaborées par les radiochimistes Développer de nouveaux traceurs pour l‘étude (diagnostic et

traitement) des maladies neurodégénératives et du cancer

Des tumeurs et métastases cancéreuses Diagnostiquer, guider le geste du chirurgien, suivre l’efficacité

d’une chimiothérapie ou d’une radiothérapie

Les zones du muscle cardiaque lésées, Réaliser une autogreffe de cellules musculaires et évaluer de

siège d’une insuffisance cardiaque nouveaux traitements

Le champ d’action des médicaments Développer ou évaluer l’efficacité de médicaments pour des

maladies neurologiques (épilepsie, maladies d’Alzheimer

et de Parkinson), cardiaques et psychiatriques

Les substances participant aux échanges Comprendre, diagnostiquer et évaluer des nouveaux traitements

entre neurones (neurotransmetteurs) notamment contre les maladies neuro-dégénératives comme

la maladie de Parkinson, greffer des neurones fœtaux contre

la chorée de Huntington («danse de St-Guy») et contre

la maladie de Parkinson

Les zones cérébrales actives pour une tâche donnée Mieux comprendre le fonctionnement cérébral, guider le geste

du chirurgien au cours de l’ablation d’une tumeur cérébrale ou

d’un foyer épileptique pour éviter de provoquer une paralysie,

améliorer la récupération de patients hémiplégiques par une

rééducation adaptée

L’activité des gènes Ouvrir la voie à une thérapie génique pour la maladie de

Parkinson ou le cancer

1


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CAEN

Le Centre d’imagerie cérébrale et de recherches en

neurosciences (Cyceron) est une plate-forme techno-

logique qui, à l’origine, a développé ses activités à

partir d’équipements de TEP. Il compte au total 190

personnes, au sein de 4 groupes de recherche, dont

deux constituent des unités mixtes du CEA : le

Groupe d’imagerie neuro-fonctionnelle (GIN), spécia-

lisé dans les neurosciences, et le Groupe de dévelop-

pements méthodologiques pour la tomographie par

émission de positons (GDM-TEP), qui étudie de

nouveaux traceurs pour la TEP. Le rattachement

d’équipes CEA à un centre de cette envergure offre la

possibilité de mutualiser les moyens d’imagerie et de

développer des collaborations diversifiées.

Apprendre à connaîtreIssus du SHFJ, les chercheurs du GIN sont à l’origine des

travaux liant imagerie cérébrale et «cognition». Ce dernier

terme recouvre l’ensemble des processus d’acquisition

des connaissances, les plus étudiés étant l’attention visuo-

spatiale, l’imagerie mentale, le langage et le raisonnement.

Un exemple parmi d’autres des thèmes abordés par le

GIN : la conscience.

Observer l’état de conscience pure, l’esprit étant au repos,

n’est pas aussi facile qu’il y paraît : cet état peut être

«pollué» par la tâche effectuée juste avant. Pour s’affran-

chir de cet écueil, il est nécessaire de tester un grand

nombre de personnes et de varier le protocole de test. Le

résultat obtenu (voir photo ci-dessous) conforte les théo-

ries matérialistes de l’esprit puisque la conscience appa-

raît comme une activité cérébrale particulière et non,

comme les héritiers de la pensée de Descartes le soutien-

nent, une fonction détachée de tout substrat matériel.

Cartographier nos activités mentales ?Les travaux du GIN montrent que le cerveau fonctionne

comme un réseau dynamique, «câblé» ou interconnecté

avec de très nombreux va-et-vient.

A terme, la fusion des données issues des diverses tech-

niques d’imagerie fonctionnelle pourrait conduire à dres-

ser de véritables cartes cérébrales spatio-temporelles de

nos activités mentales ! Ces avancées renouvellent l’ap-

proche du développement et du vieillissement cérébral, de

même qu’elles ouvrent des perspectives de traitement des

dysfonctionnements cognitifs.

ZoomLogique et arithmétique : quelle stratégie le cerveau choisit-il ?

Selon des résultats obtenus très récemment par le GIN, le cerveau adulte choi-

sit les zones spécialisées dans le langage pour résoudre un problème de

logique alors que pour l’arithmétique, il préfère les régions liées à la vision et

au repérage spatial. Il est intéressant de noter que les situations d’erreur

logique correspondent au «mauvais» choix, celui de la région visuo-spatiale !

Ce résultat est cohérent avec des études comportementales montrant que les

singes comme les bébés de moins de deux ans sont capables d’une perception

arithmétique, et ce, avant l’apparition du langage, époque de l’évolution ou du

développement où dominent les formes visuelles et spatiales de l’intelligence.

Comment la mutation entre l’intelligence archaïque du bébé et celle de

l’adulte s’opère-t-elle ? De quelle manière entraîner le cerveau à effectuer le

«bon choix» ? Autant de questions fascinantes auxquelles le GIN s’efforce

d’apporter des réponses, qui pourraient féconder les sciences de l’éducation…

Contact : [email protected]

> CARTE D’IDENTITÉNOM : Groupe d’imagerie neuro-fonctionnelle

(GIN)DIRECTEUR : Bernard MazoyerSTATUT : Unité mixte de recherchePARTENAIRES : CEA, CNRS, Université de Caen,

Université René Descartes à ParisLOCALISATION : Centre d’imagerie cérébrale et de recher-

ches en neurosciences à Caen (14)NÉ EN : 2000EFFECTIF TOTAL : 54

Visualisation d’un cerveau en trois dimensions.

L’état de repos conscient active un réseau neuronal

(en rouge) : l’observation réalisée par TEP est superposée

à une vue tridimensionnelle du cerveau acquise par IRM.

2

1

1

2


8

Sciences du vivant

De nouvelles utilisations de la TEPA la croisée de la chimie et de la biologie, le GDM-TEP

développe de nouveaux traceurs pour la TEP et valide leur

utilisation grâce à des expérimentations sur le petit animal.

L’acquisition de nouveaux équipements par le Centre

d’imagerie cérébrale et de recherches en neurosciences

permet aujourd’hui au GDM-TEP de produire des traceurs

selon les normes pharmaceutiques. En particulier, l’accé-

lérateur du centre, qui est utilisé pour produire les

«marqueurs» radioactifs, a été remplacé l’an dernier par

un cyclotron de nouvelle génération.

De nouvelles molécules pour la recherche cliniqueLe GDM-TEP cherche à développer de nouvelles straté-

gies de marquage facilitant l’incorporation des radioélé-

ments dans des structures chimiques complexes, notam-

ment en vue d’étudier in vivo les systèmes de neurotrans-

mission. Cette équipe vient de mettre en évidence chez

l’animal que l’association d’un traitement substitutif donné

aux toxicomanes à un psychotrope modifie la densité des

récepteurs impliqués. Une question se pose alors : quels

risques cardio-respiratoires ou d’aggravation de la dépen-

dance cette consommation multiple entraîne-t-elle ?


1

2

Le cyclotron du Cycéron

Fabrication d’un traceur radioactif au SHFJ.2

1

> CARTE D’IDENTITÉNOM : Groupe de développements méthodo-

logiques pour la tomographie parémission de positons (GDM-TEP)

DIRECTRICE : Louisa Barré STATUT : Unité mixte de recherchePARTENAIRES : CEA, Université de Caen, CNRSLOCALISATION : Centre d’imagerie cérébrale et de recher-

ches en neurosciences à Caen (14)NÉ EN : 2000EFFECTIF TOTAL : 16


9

Do

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de Saclay

Examen de viabilité cardiaque au SHFJ.

Gammatomographie au SHFJ.2

1

GLOSSAIRECyclotron

Accélérateur de particules utilisé notamment

en médecine nucléaire pour produire les

atomes radioactifs des traceurs.

Gammatomographie

Elle consiste à administrer au patient, par

voie intraveineuse, un traceur radioactif, afin

d’observer le fonctionnement d’un organe,

par détection externe du rayonnement émis

par le traceur.

Imagerie par résonance magnétique

fonctionnelle (IRMf)

Ne pas confondre avec l’IRM anatomique

développée dans les années 1980,

aujourd’hui un équipement de diagnostic

courant dans les hôpitaux ! L’IRM classique

utilise les propriétés magnétiques des atomes

d’hydrogène, présents dans l’eau et les grais-

ses principalement. Les différents tissus sont,

de cette manière, bien différenciés.

L’IRM fonctionnelle peut s’adapter assez faci-

lement à un appareil d’IRM classique. Mise

au point durant les années 1990, l’IRMf

exploite, quant à elle, les bizarreries de l’hé-

moglobine, la molécule du sang chargée de

distribuer l’oxygène dans l’organisme. Cette

molécule doit ses propriétés magnétiques à

l’existence en son sein d’un atome de fer,

propriétés qui changent en présence d’oxy-

gène. L’IRMf dresse ainsi une carte des varia-

tions d’oxygénation sanguine, en temps réel.

Des variations caractéristiques constituent

une véritable signature de l’activité cérébrale,

qu’il faut ensuite «décoder» pour en extraire

l’information utile.

Neurotransmetteur

Substance chimique produite par l’organisme

permettant la transmission d’informations

d’une cellule nerveuse (ou neurone) à l’autre.

Radio-isotope

Les isotopes d’un même élément se distin-

guent par la masse de leur noyau et ont les

mêmes propriétés chimiques. Un isotope qui

est radioactif est appelé radio-isotope, celui

qui n’est pas radioactif est dit «stable».

Tomographie par émission

de positons (TEP)

Née dans les années 1970, cette technique

permet d’analyser la répartition dans l’orga-

nisme de molécules associées à des fonc-

tions biologiques, comme par exemple le

glucose consommé par les cellules.

Ces molécules sont auparavant «marquées»

par un atome radioactif, émetteur de posi-

tons, puis injectées au patient. Dans l’orga-

nisme, les positons émis se recombinent très

rapidement avec un électron de l’organisme.

Cette réaction s’accompagne d’un rayonne-

ment, qui est localisé par une couronne de

plusieurs milliers de détecteurs disposés

autour du patient.

Cet examen permet, en particulier, de dépis-

ter avec une grande sensibilité les tumeurs et

métastases de certains cancers, dont les

cellules se distinguent des cellules saines par

une surconsommation de glucose.

La TEP est en train de quitter le terrain exclu-

sif de la recherche pour se mettre au service

de la lutte contre le cancer. Aujourd’hui équi-

pée d’environ 25 caméras TEP, la France a

entrepris récemment de rattraper son retard

et de disposer d’une soixantaine d’appareils

en 2005.

Positon

Particule semblable à l’électron à l’exception

de sa charge électrique qui est de signe

contraire (positive).

Traceur radioactif

Il s’agit de lier un atome radioactif à une

molécule choisie en fonction de son aptitude

à «marquer» un paramètre biologique

donné. Le trajet et le lieu de fixation du

traceur peuvent être suivis par détection

externe. Les atomes radioactifs choisis ont

une durée de vie très courte et permettent de

procéder à des examens en toute innocuité.

2

1


10

Sciences du vivant

Premiers secours aux irradiésCréé au lendemain de l’accident de Tchernobyl, ce service

est chargé d’une mission d’expertise et d’assistance aux

secours en cas d’accident ou d’attentat avec exposition

radiologique. Aux côtés du SAMU et des pompiers, il

anime une cellule d’urgence sur place pour orienter les

blessés vers les services compétents. Dans cette fonction

de «secouriste nucléaire», le Service d’hémato-immunolo-

gie collabore étroitement avec l’hôpital militaire Percy de

Clamart et l’IRSN1.

Pourquoi dans un hôpital de cancérologie ? Fondée sur l’étude des mécanismes de rejet des greffes et

en particulier des si difficiles greffes de moelle, l’expertise

du laboratoire hospitalo-universitaire du Pr Edgardo D.

Carosella rejoint la recherche sur le cancer. La greffe de

moelle osseuse, indiquée aussi bien en cas d’irradiation

accidentelle massive que de leucémie, est en effet trop

souvent compromise par une sorte de rejet à l’envers : le

greffon rejette le receveur. Par ailleurs, les irradiations

thérapeutiques contre le cancer peuvent détruire des

tissus qu’il n’est alors possible de régénérer que par une

greffe d’organes. La localisation du SRHI à l’hôpital Saint-

Louis, centre anti-cancéreux renommé, est donc extrême-

ment enrichissante, favorisant les échanges entre les

recherches fondamentale et clinique.

Spécialiste des mécanismes de rejet des greffes

au sein d’un grand centre anti-cancéreux pari-

sien, le Service de recherche en hémato-immu-

nologie a également une autre spécificité : il est

mobilisable en cas d’accident d’irradiation.

Paris : Service de recherche en hémato-immunologie

DES ESPOIRS POUR LES MALADESEN ATTENTE DE GREFFE

> CARTE D’IDENTITÉNOM : Service de recherche en hémato-

immunologie (SRHI)DIRECTEUR : Edgardo D. Carosella LOCALISATION : Hôpital Saint-Louis à Paris (75)NÉ EN : 1989EFFECTIF TOTAL : 30

Une start-up «HLA-G Technologies» a été créée en

1998 pour développer et exploiter des applications

brevetées par le SRHI, notamment la production de la

molécule HLA-G.

1


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de Saclay

HLA-G, une molécule anti-rejetL’embryon, qui peut être considéré comme une

« greffe »2 un peu particulière, a mis les chercheurs

sur la piste d’une protéine baptisée HLA-G3, capable

de neutraliser certaines cellules du système immuni-

taire. Le SRHI a montré que, par le même méca-

nisme, elle protège les cellules cancéreuses dans de

nombreux cas.

Greffer un foie pour réussir une greffe de reinEn matière de greffes d’organes, la protéine HLA-G est

une précieuse alliée. Chez certains greffés cardiaques,

sa présence a pu être détectée dans les biopsies de

myocardes transplantés, sur une période assez longue.

A la différence des malades chez qui cette protéine n’a

pas été détectée, ces patients n’ont pas souffert de

rejets chroniques. Dans le cas d’une double greffe

foie / rein, si la présence de HLA-G est observée au

niveau du greffon hépatique, le greffon rénal bénéficie

d’une protection encore plus complète. Le foie, connu

pour être un organe tolérant en terme de compatibilité

de tissus, produit lui-même cette protéine qui permet

donc à une greffe de rein réalisée simultanément d’être

mieux tolérée.

Selon des expériences réalisées récemment sur des souris

recevant des greffes de peau, l’injection de protéine HLA-G

augmente les chances de survie du greffon. Prochaine

étape : l’expérimentation humaine, porteuse d’immenses

espoirs pour les malades en attente de greffes.

1 Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire2 Voir encadré « Une greffe étonnante »3 HLA-G : Human leucocyte antigen


Le saviez-vous?La grossesse, une greffe étonnante

Tout au long de sa grossesse, la femme enceinte tolère

sans rejet son enfant. Pourtant, le fœtus porte la moitié

de l’identité génétique de son père, ce qui fait de lui un

être différent de sa mère. Après sa naissance, si les tissus

d’un nouveau-né étaient greffés sur sa mère, ils seraient

rejetés. Ce mystère a été résolu en 1992 par l’étude de la

molécule HLA-G, produite par le placenta maternel. Cette

protéine désarme les cellules « tueuses» du système

immunologique maternel.

La 3ème Conférence internationale sur HLA-G, présidée par le

Professeur Edgardo D. Carosella, s’est tenue au Collège de France

à Paris les 7, 8, 9 juillet 2003.

Cette conférence coïncide avec le 50ème anniversaire de la découverte du

«système HLA»4 par le Professeur Jean Dausset, pour laquelle il reçoit en

1980 le Prix Nobel de Médecine.

Avec le concours d’admirables volontaires donneurs et receveurs, des gref-

fes de peau expérimentales conduisent Jean Dausset à établir une corréla-

tion entre la survie du greffon et le nombre des incompatibilités tissulaires :

c’est la loi qui gouverne la transplantation d’organes chez l’homme.

Au lendemain de l’accident de Tchernobyl, le CEA confie à Jean Dausset la

présidence d’un comité des sages, chargé d’une réflexion sur les greffes tissu-

laires en cas d’accident radiologique, ce qui aboutira à la création du SRHI.

Sous le haut patronage de Jacques Chirac, Président de la République, en

présence de Jean-François Mattéi, Ministre de la santé, de la famille et des

personnes handicapées et de Claudie Haigneré, Ministre déléguée à la

recherche et aux nouvelles technologies, un hommage international lui a

été rendu.

4 Le système HLA constitue une carte d’identité des tissus chez l'homme.Ci-dessus : le Professeur Carosella accueille les Ministres Claudie Haigneré

et Jean-François Mattéi au Collège de France, le 8 juillet 2003.

2

Expérience au Service de recherche en hémato-immunologie,

à l’hôpital Saint-Louis à Paris.

Embryon humain.2

1


12

Sciences du vivant

Faibles doses : la piste de la sensibilité «génétique» individuelle au rayonnementLes deux versants thématiques – radiobiologie ou effet

des rayonnements (CEA) et génomique porcine (INRA) –

se mêlent étroitement dans la voie de recherche choisie,

depuis 1997, par ce laboratoire. Quels sont les effets de

faibles doses de rayonnement chez les individus porteurs

de gènes de susceptibilité au cancer ? Avec quels gènes

interfèrent-ils pour provoquer l’apparition de tumeurs ?

Ces questions se posent pour l’homme, mais l’étude de

porcs prédisposés à développer spontanément des méla-

nomes2 permet d’apporter des réponses pertinentes. Les

gènes de prédisposition au cancer se retrouvent dans

différents types de tumeurs qui peuvent être radio-indui-

tes. Dans le cadre de la radiobiologie du tissu cutané, le

porc est, à la différence de la souris, un excellent modèle

de la peau humaine pour l’étude du mélanome.

Un centre de recherches de l’INRAdédié aux animaux d’élevageA l’origine, la création du laboratoire a favorisé la diffusion

des techniques de traceurs radioactifs pour l’étude du

métabolisme des grands mammifères d’élevage.

Récemment, l’INRA a chargé le LREG de gérer un

«conservatoire» du génome du porc pour la conservation

de milliers d’échantillons d’ADN congelés, correspondant

chacun à un gène isolé de porc. Une mission en cohé-

rence avec un grand programme destiné à poursuivre

l’amélioration de la sélection des espèces animales essen-

tielles pour l’alimentation des hommes, comme la vache,

le porc, le poulet et la truite. Ces ressources génétiques

porcines sont mises à la disposition de chercheurs inté-

ressés par une fonction biologique donnée (résistances au

rayonnement, aux maladies, reproduction). Elles se

présentent sous forme de puces à ADN, qui se prêtent à

des analyses en parallèle sur plusieurs milliers de gènes.1 INRA : Institut national de la recherche agronomique2 mélanome : cancer de la peau


Doyen des laboratoires mixtes, le Laboratoire

CEA – INRA1 de radiobiologie et étude du

génome inscrit ses travaux expérimentaux dans

les axes de recherches stratégiques du CEA et de

l’INRA : effets des rayonnements sur la matière

vivante et génomique des animaux d’élevage. Il

utilise le porc comme modèle.

Jouy-en-Josas : Laboratoire de radiobiologie et étude du génome

CANCERSET RAYONNEMENTS IONISANTS

1

Un réseau de 57 600 échantillons d’ADN, correspondant chacun à un gène

porcin, est déposé, grâce à des aiguilles motorisées, sur une membrane (carré

blanc). Cette membrane ou «macro-réseau» est l’équivalent, à plus basse

densité, d’une puce à ADN.

1

> CARTE D’IDENTITÉNOM : Laboratoire de radiobiologie et étude

du génome (LREG)DIRECTEUR : Gérard FrelatSTATUT : Unité mixte de recherchePARTENAIRES: CEA, INRALOCALISATION : Jouy-en-Josas (78)NÉ EN : 1962 EFFECTIF TOTAL : 25


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13

L’Institut national des sciences et techniques nucléaires, qui dépend du CEA, et dont l’établissement prin-

cipal est à Saclay, a un statut d’établissement d’enseignement supérieur. Outre une prestigieuse forma-

tion en génie atomique, unique en France, il dispense des enseignements de haute spécialisation (DEA1,

DESS2, masters) et de nombreuses autres formations initiales et continues. Il compte quatre « antennes »

à Cadarache, Grenoble, Marcoule et Cherbourg, cette dernière étant rattachée au centre CEA de Saclay.

Enseignement

enseigner la radioprotection et les modalités d’intervention

en milieu nucléaire. En effet, toute personne qui va

travailler pour la première fois en zone contrôlée doit avoir

reçu une formation réglementaire.

Des formations au plus près du terrainDepuis janvier 2002, l’antenne est implantée dans un bâti-

ment flambant neuf. Pour ses sessions d’études ou ses

formations longues destinées à des professionnels de la

radioprotection, elle peut notamment s’appuyer sur les

interventions des spécialistes d’EDF ou de COGEMA et

rester ainsi au plus près des réalités de terrain. Sa collabo-

ration avec les établissements d’enseignement supérieur,

l’École d’ingénieurs de Cherbourg en particulier, se trouve

par ailleurs renforcée grâce à son ancrage dans le site

universitaire.

Des équipements sans équivalent enFranceEnseignants et stagiaires apprécient la qualité exception-

nelle des équipements mis à leur disposition. Chaque

salle est la réplique d’une zone d’une centrale ou d’une

usine de retraitement où les stagiaires peuvent s’entraîner

à intervenir en tenue ventilée, gérer l’évacuation de

déchets ou optimiser les gestes d’une intervention en

zone «chaude». D’autres locaux sont aménagés pour la

gestion des sources radioactives et les mesures de

rayonnement en vraie grandeur. 1 Diplôme d’études approfondies2 Diplôme d’études supérieures spécialisées


Plus de 2000 stagiaires par anFormer les personnels des entreprises participant au

démarrage de l’atelier de retraitement des combustibles

usés UP3 de COGEMA La Hague est la vocation initiale de

l’antenne de l’INSTN. Aujourd’hui, l’antenne accueille

chaque année entre 2000 et 2500 stagiaires pour leur

Cherbourg : Institut national des sciences et techniquesnucléaires

UN ANCRAGE LOCAL RENFORCÉ> CARTE D’IDENTITÉNOM : Institut national des sciences et tech-

niques nucléaires (INSTN)CHEF D’ANTENNE : Thierry VialLOCALISATION : Cherbourg (50)NÉ EN : 1988EFFECTIF : 5

1

Manipulation en boîte à gants à l’INSTN à Cherbourg.1


114

Une soudure rapide et précise Une des missions du laboratoire est le développement de

techniques innovantes de soudage par laser, face à la

concurrence des arcs électriques. En Allemagne, les

cordons continus de soudure laser ont déjà supplanté les

quelque 3 000 soudures à la pince électrique nécessaires

à l’assemblage d’une «caisse en blanc» de voiture.

En France, on voit émerger des applications en aéronau-

tique et pour l’énergie nucléaire.

Un parc diversifiéL’acte de naissance du laboratoire coïncide avec la

deuxième vie d’un puissant laser à gaz de la DGA recon-

verti, en 1988, à des applications industrielles. Une unité

mixte DGA-CNRS dédiée à l’étude de l’interaction laser-

matière voit alors le jour. Le laboratoire existe sous sa

forme actuelle depuis 1997, date à laquelle une équipe de

Saclay spécialisée dans le soudage laser déménage à

Arcueil avec ses lasers YAG3 et CO24. Aujourd’hui réformé,

le premier laser CO2 a cédé la place à un parc diversifié de

sources laser YAG distribuées par fibres optiques à des

postes de travail spécialisés…

Que peut le laser ?Les lasers s’acquittent de multiples tâches ciblées par des

clients-industriels, d’autant plus exigeants qu’ils financent

les études à parité avec les organismes institutionnels : ils

soudent, découpent, percent, nettoient, consolident, prati-

quent des micro-découpes, soudent ou chauffent des

plastiques, contrôlent la tenue mécanique de certains trai-

tements de surface…1 DGA : Délégation générale pour l’armement2 GERAILP : Groupement d’étude et de recherche pour les applica-

tions industrielles des lasers de puissance3 Laser YAG : laser à cristal de grenat d'yttrium-aluminium émettant

dans l’infra-rouge proche (à 1,06 µm)4 Laser CO2 : laser à gaz (gaz carbonique) émettant dans l’infra-rouge

lointain (à 10,6 µm)

Le Centre technique d’Arcueil de la DGA1 abrite la

Coopération laser franco-allemande, une plate-

forme technologique des applications du laser au

service des industriels du nucléaire, de l’aéronau-

tique et de l’automobile, jumelée avec l’établisse-

ment d’Aix-la-Chapelle de l’Institut Fraunhofer.

La Direction de la recherche technologique du CEA a pour ambition de renforcer la puissance indus-

trielle nationale dans les domaines des technologies innovantes de l’information et des énergies, des

matériaux et des biotechnologies. La priorité est donnée aux transferts des résultats obtenus en labo-

ratoire vers le monde industriel.

Recherche technologique

Arcueil : Coopération laser franco-allemande

INDUSTRIEUX LASERS INDUSTRIELS

> CARTE D’IDENTITÉNOM : Coopération laser franco-allemande

(CLFA)DIRECTEUR : Philippe EliasSTATUT : Groupement d’intérêt public GERAILP2

associé à l’Institut FraunhoferPARTENAIRES INSTITUTIONNELS :

CEA, DGA, CNRS, Institut Fraunhofer INDUSTRIELS PARTENAIRES :

Snecma, Renault, EADS, Peugeot,Areva, Air Liquide, Arcelor, Trumpf,Roptim’axes, Ares, Quantel

LOCALISATION : Centre technique d’Arcueil à Arcueil (94) NÉ EN : 1997EFFECTIF TOTAL : 50


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de Saclay

Le centre CEA de Fontenay-aux-Roses étant destiné à ne plus

comporter d’installation nucléaire, il s’agit d’assainir et démanteler

celles qui sont arrêtées, ou qui vont l’être.

Chef du SAFAR, Laurence Piketty nous présente son service :

> Recherche technologique (suite)

Souder ou découper des pièces très épaisses en

un temps record

Le gain de temps apporté par la soudure laser sur des

pièces très épaisses séduit aussi bien les exploitants

nucléaires, qui doivent ouvrir et refermer des conte-

neurs de déchets nucléaires très radioactifs, que les

concepteurs du réacteur prototype de fusion ITER1.

Disposant d’une puissance de plus de 11 000 watts

continus, le CLFA prépare l’assemblage de l’enceinte à

vide d’ITER et anticipe déjà les procédures de mainte-

nance par découpe partielle de pièces défectueuses et

soudage de pièces neuves. 1 ITER : International Thermonuclear Experimental

Reactor

Fabriquer rapidement des pièces prototypes

Pour l’aéronautique, le laser solidifie des poudres

métalliques, édifiant couche par couche une pièce de

forme et de composition quelconques. Cette technique

s’applique aussi à la réparation de pièces métalliques

de haute valeur.

Chauffer des plastiques sans danger

La mise en forme de plastiques n’est possible qu’à

haute température, typiquement 150°C. Le chauffage

laser assisté par un pyromètre remplace alors le poste

de travail traditionnel, dangereux en raison de l’utilisa-

tion d’eau chaude sous pression.

Contact : www.clfa.fr

Fontenay-aux-Roses : Service d’assainissement

ASSAINIRET DÉMANTELER

> CARTE D’IDENTITÉNOM : Service d’assainissement du centre

CEA de Fontenay-aux-Roses (SAFAR)CHEF DE SERVICE : Laurence PikettyLOCALISATION : Centre CEA de Fontenay-aux-Roses (92)NÉ EN : 2001EFFECTIF TOTAL : 57

Énergie nucléaire

En partenariat avec les industriels du secteur, les chercheurs

optimisent le fonctionnement des réacteurs actuels et élaborent les

nouveaux concepts de réacteurs qui verront le jour à l’horizon 2030.

2

et Soudure laser au CLFA.21

Journal de Saclay : Quelle est

l’activité de votre service ?

LP : Le SAFAR est chargé d’assainir

toutes les Installations nucléaires

«de base» (ou INB) de Fontenay-

aux-Roses. Certaines d’entre elles,

les installations de traitement et

d’entreposage des déchets, sont

encore en exploitation. D’autres

sont entrées dans la phase d’assai-

nissement avec l’évacuation des

matières et matériels radioactifs.

Pour aller plus loin et s’attaquer aux

structures des bâtiments et aux

cellules blindées, il faut obtenir le

décret de «Mise à l’arrêt définitif»

auprès de l’Autorité de sûreté

nucléaire (ASN) : c’est le démantèle-

ment proprement dit. Le dossier ad

hoc devrait être transmis à l’ASN

avant la fin de l’année 2003 et sera

assorti d’une enquête d’utilité

publique, justifiée par la modifica-

tion du périmètre des INB.

La «dénucléarisation» du centre CEA

de Fontenay-aux-Roses devrait être

accomplie dans les années 2010.

1

L’installation de traitement des effluents liquides

radioactifs du centre CEA de Fontenay-aux-Roses,

avant démontage.

1


16

Énergie nucléaire

JdS : Pourquoi votre service est-il

rattaché à Saclay ?

LP : En 2001, toutes les INB de Saclay

et Fontenay-aux-Roses, liées aux réac-

teurs, au traitement et à l’entreposage

de déchets et à l’assainissement, ont

été regroupées au sein d’un même

département de Saclay, le

Département réacteurs et services

nucléaires. Cette organisation favorise

les échanges et la mise en commun

des retours d’expérience.

JdS : Quelle place laissez-vous à

l’innovation ?

LP : Nous nous apprêtons à tester la

technique de décontamination par laser

mise au point par nos collègues saclay-

siens du Département de physico-

chimie. Nous utilisons aussi des modè-

les développés à Pierrelatte pour opti-

miser l’intervention des opérateurs sur

des équipements irradiants et peu

accessibles.

JdS : Considérez-vous votre métier

comme dangereux ?

LP : Non, vraiment pas ! Les éléments

irradiants et contaminés sont pris en

charge là où ils se trouvent, dans des

cellules blindées, où ils sont condition-

nés avec des télémanipulateurs derrière

des verres au plomb, pour être évacués

par la suite. Une fois vides, ces cellules

ne présenteront qu’un faible risque

radiologique, traité dans un second

temps. Exceptionnellement, certaines

opérations très spécifiques peuvent se

révéler plus délicates. Il faut alors prépa-

rer l’intervention pour minimiser sa

durée ou utiliser des moyens téléopérés.


Quelle est la destination des déchets nucléaires de Fontenay-aux-Roses et

quel est leur conditionnement ?

> Les déchets de faible activité, dits de type A, sont conditionnés dans des caissons de

5 à 10 m3 pour les pièces de grande taille et dans des fûts de 200 litres pour les autres ;

tous sont acheminés vers le centre de stockage de l’Aube de l’ANDRA1, et stockés, après

compactage à la presse des fûts et injection de mortier dans les caissons.1 ANDRA : Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs

> Les déchets de moyenne et haute activités, dits de type B, dont le contenu en radioélé-

ments à vie longue dépasse le seuil autorisé pour le centre de stockage de l’Aube, sont

conditionnés en fûts de 100 litres puis compactés au centre CEA de Cadarache dans des

colis de 870 ou 500 litres, suivant leur activité, et sont gardés sur place, dans des entre-

pôts ou dans des fosses, en attendant l’ouverture du futur centre de stockage de

l’ANDRA, dans le cadre de la loi de décembre 1991.

> Les effluents liquides sont envoyés pour traitement à Cadarache, pour y être minérali-

sés et entreposés, à l’exception des effluents à haute activité qui sont vitrifiés à l’Atelier

de vitrification de Marcoule de COGEMA, et entreposés sur place, dans l’attente d’une

décision qui sera prise dans le cadre de la loi de décembre 1991.

Le prochain numéro du « Journal du centre CEA de Saclay » permettra de

présenter les antennes du centre CEA de Saclay appartenant à la Direction

des sciences de la matière.

L’installation de traitement des effluents liquides radioactifs du

centre CEA de Fontenay-aux-Roses, en cours de démontage.

2

2


L’APPRENTISSAGE DU LANGAGECHEZ LES NOURRISSONS

Véritable miroir du cerveau en

fonctionnement, l’imagerie par

résonance magnétique « fonction-

nelle » dévoile comment le

langage s’imprime dans le cerveau

d’un nourrisson de deux mois.

« Il était une fois…»Vingt bébés de 2 à 3 mois ont participé à

une expérience exceptionnelle, conduite

en collaboration entre l’hôpital Necker

Enfants-malades, le Service hospitalier

Frédéric Joliot du CEA (voir aussi

page 4), le CNRS et l’INSERM. Allongés

sagement dans l’appareil d’imagerie

cérébrale pendant une quinzaine de

minutes, ils ont écouté des enregistre-

ments de 20 secondes d’une histoire lue

par une femme, en alternance avec des

silences de la même durée. Ainsi bercés,

certains bébés se sont endormis.

Une histoire à l’endroit,une histoire à l’envers Trait particulier de l’expérience : la

bande enregistrée est tantôt lue dans le

sens normal, tantôt dans le sens inverse.

La lecture à l’envers dénature le langage

au point que les enfants ne peuvent plus

en reconnaître les sons caractéristiques.

La comparaison des régions cérébrales

activées dans ces deux situations

permet de déceler si certaines de ces

régions sont spécialisées dans la recon-

naissance de la langue maternelle. Les

enfants restés éveillés se sont révélés

sensibles à la mélodie particulière de la

langue bien avant l’âge de pouvoir se

souvenir d’un mot (7 mois).

Un cerveau prêt à l’emploiPlus précisément, les aires cérébrales

impliquées dans le langage sont locali-

sées de manière asymétrique, dans

l’hémisphère gauche. On retrouve chez

le nourrisson l’organisation en réseau

du cerveau adulte. Cette observation

plaide en faveur d’une origine génétique

de ce réseau. Singularité riche de sens :

l’écoute de phrases mobilise chez le

nourrisson une région supplémentaire

(frontale), réservée chez l’adulte à des

tâches complexes. Il faut y lire les

efforts d’attention à l’œuvre pour la

construction du langage.

A l’avenir, c’est la genèse d’autres fonc-

tions cérébrales comme la vision, l’au-

dition ou la motricité qui pourrait être

explorée…


Actualités

Une première en FranceC’était la première fois en France que 14 filles et 6

garçons âgés de 2 à 3 mois et en bonne santé ont

été soumis à un examen de ce type. Cette expé-

rience s’est déroulée dans le respect de la loi

Huriet de 1988, destinée à protéger les personnes

qui se prêtent à des recherches biomédicales. Pour

les mineurs, elle exige le consentement éclairé des

parents. Les chercheurs doivent également prouver

l’innocuité de l’expérience, faire valoir les progrès

décisifs attendus et montrer qu’ils ne peuvent pas

être obtenus par une autre méthode. Pour l’occa-

sion, des casques anti-bruit adaptés aux nourris-

sons ont été conçus et un jeu de miroirs a été

installé pour que les bébés immobilisés durant

quelques minutes puissent contempler un mobile…

BRÈVES> LIVRESLes tactiques de Chronos, Etienne Klein, éd. Flammarion.

Au-delà de l'espace et du temps, la nouvelle physique, Marc Lachièze-Rey, éd. Le Pommier.

Enfants du ciel, entre vide, lumière, matière, Michel Cassé, Edgar Morin, Ed. Odile Jacob.

La Force, Roland Lehoucq, Marc Lévy, éd. EDP Sciences, collection “Mot à Mot”.

Nucléaire, bienheureuse insécurité, Alain Moreau, éd. L’Harmattan, collection Questions contemporaines.

Des lasers au service des chercheurs européens

Le Département de recherche sur l’état condensé, les atomes

et les molécules (DRECAM) dispose de quatre serveurs laser à

impulsions ultra- brèves de très haute technologie qui ont reçu

le label de «grande infrastructure européenne» le 1er janvier

2003. Ce statut est une reconnaissance de l’Europe pour la

qualité des infrastructures et des recherches qui y sont menées.

Il permet d’accueillir sur les serveurs du DRECAM des cher-

cheurs européens qui ne disposent pas d'installations similai-

res dans leur pays, après sélection par un comité d’experts

européens. La Communauté européenne prend alors en charge

les frais de mission des chercheurs européens et le coût d’ex-

ploitation de l’installation au prorata du temps d’utilisation.



18

Du laboratoire à l’entreprise

réalisée en 1998 dans le giron du CEA et de l'INSERM,

doit permettre de détecter et de traiter certaines patho-

logies. Elle est à l’origine de la création de l’entreprise

Bionexis.

«Nous avons trouvé une protéine capable de détecter

les cellules en apoptose, c’est-à-dire en cours de mort

auto-programmée» explique Françoise Russo-Marie,

médecin et chercheur à l’INSERM. Cette découverte,

L’idée est née de l’observation de

protéines (annexines), capables de

reconnaître la substance qui transpire

des cellules engagées dans ce proces-

sus de mort auto-programmée (apop-

tose : voir encadré « le suicide

cellulaire»).

Une molécule issue d’une de ces protéi-

nes, baptisée AFIM™, conserve cette

aptitude à repérer les cellules apopto-

tiques et à s’y ancrer. Une fois couplée à

un atome radioactif, elle se comporte en

«marqueur » de ces cellules pour

l’imagerie médicale. Elle peut également

porter des molécules thérapeutiques,

susceptibles d’être libérées dans le seul

tissu malade ciblé. L'entreprise créée en

février 2002 par Françoise Russo-Marie,

alors directrice d'unité à l'INSERM, et

Alain Samson, expert en modélisation

des protéines au CEA, compte

aujourd'hui onze personnes. Les brevets

déposés par le CEA et les fondateurs

vers la fin des années 90, seront

commercialisés par Bionexis. CEA valo-

risation participe au capital de Bionexis.

Inflammation et cancer Premier objectif visé, les maladies inflam-

matoires contre lesquelles les seuls

traitements disponibles induisent de

redoutables effets secondaires.

Les médicaments qui seront créés par

Bionexis à partir de leurs molécules ne se

fixeront et n’agiront que sur les sites

inflammatoires, riches en cellules apopto-

tiques. Le reste de l’organisme sera donc

préservé des effets toxiques indésirables.

Autre cible privilégiée, l’évaluation rapide

de l’efficacité d’une chimiothérapie.

Les patients atteints de cancers, et leurs

médecins, n’auront plus à attendre trois

à douze semaines. Dès soixante-douze

heures après le début du traitement,

il sera désormais possible d’en visualiser

les résultats, à l’aide d’une caméra

utilisée couramment dans les hôpitaux

pour les scintigraphies, et de le modifier

en cas de résistance. A plus long terme,

c’est une chimiothérapie locale qui

pourrait être délivrée par de nouvelles

molécules, après quelques jours de

chimiothérapie globale destinée à baliser

le terrain.

Maladies cardio-vasculairesDe nombreuses autres applications

sont d’ores et déjà à l’étude : la préven-

tion de maladies cardio-vasculaires

avec la visualisation de zones à risque

pour la formation de caillots dans le

sang (thrombose) ou la surveillance

d’un patient après un infarctus.

Les phénomènes d’apoptose massive

parmi les cellules sanguines favorisent

en effet la coagulation.

A plus longue échéance, une molécule

de dimension encore plus petite

qu'AFIM™ pourrait franchir la barrière

protégeant le cerveau et cette fois,

c’est tout le champ des maladies neuro-

dégénératives qui pourrait s’ouvrir.

Contact :

Bionexis, Centre CEA de Saclay,

bâtiment 520,

91191 Gif-sur-Yvette Cedex.

Email : [email protected]

BIONEXIS DÉVELOPPE UNE MOLÉCULE POUR

DÉTECTER LES CELLULES SUICIDAIRES

Zoom : le suicide cellulaire. Le suicide cellulaire ou mort auto-programmée est appelée apoptose. Il s’oppose à la nécrose, qui est

la mort désordonnée, chaotique de la cellule. La cellule nécrosée expulse son contenu qui se dégrade

de manière aléatoire et provoque des phénomènes inflammatoires. Décrite en 1972, l’apoptose, qui

signifie en grec « chute des feuilles» (ce phénomène étant lui même auto-programmé), est un méca-

nisme régulé de « suicide» cellulaire, indispensable à l’équilibre de l’organisme, et qui ne laisse pas

de trace.

Un mécanisme qui est inhibé dans le cas des cancers, ou au contraire stimulé, dans le cas du SIDA,

des maladies cardio-vasculaires, des maladies neurodégénératives ou auto-immunes. La chimiothé-

rapie anti-cancéreuse a pour but d’empêcher la multiplication anarchique des cellules et de les forcer

à se suicider.

Françoise Russo-Marie et Alain Samson.1

1


Brèves

faible masse qu'il aspire en émettant des

jets de matière. Les chercheurs ont suivi ces

jets jusqu'à une distance de trois années

lumière de la source et ont pu reconstituer

leur histoire. Ils ont montré que de sembla-

bles trous noirs peuvent accélérer des parti-

cules à des énergies considérables et pour-

raient ainsi participer à la production du

rayonnement cosmique, dont l'origine est

encore mal connue, et/ou à celle des neutri-

nos de haute énergie.


L'instrument Polder1 d’observation

spatiale de l'environnement terrestre a

été placé en orbite le 14 décembre 2002

Une fusée japonaise a mis en orbite le

14 décembre 2002 une plate-forme d'observa-

tion de l'environnement terrestre, ADEOS 2. A

son bord, l’instrument français, Polder, conçu

par le Laboratoire d'optique atmosphérique de

Lille et réalisé par le CNES2, observe quoti-

diennement la quasi-totalité de la terre et de

son atmosphère pour quantifier des phénomè-

nes clés du fonctionnement de la machine

climatique. Comment le rayonnement inter-

agit-il avec les aérosols et les nuages? Quelle

est l’activité photosynthétique de la chloro-

phylle sur les continents et dans les eaux de

surface océaniques? Le Laboratoire des scien-

ces du climat et de l’environnement de Saclay

est responsable du développement des logi-

ciels de traitement scientifique opérationnel

des données, qu’il utilise pour ses recherches.

Contact : [email protected] POLarization and Directionality of the

Earth's Reflectances2 Centre national d’études spatiales

Un médicament

peut en cacher un autre…

Spécialistes de dosage intracellulaire,

des chercheurs du Service de

Pharmacologie et d’Immunologie ont fait

une étrange découverte. Sur des échan-

tillons cliniques provenant de patients

infectés par le virus du SIDA et traités à

l’AZT1, ils analysaient les différentes formes

d’AZT métabolisées par la cellule quand ils

ont eu la surprise de trouver un autre de

ces médicaments («d4T» ou stavudine),

sous une forme métabolisée également, qui

n’avait pourtant pas été administré aux

patients et qui provenait d’une transforma-

tion intracellulaire de l’AZT. Cette observa-

tion éclaire d’un jour nouveau les phéno-

mènes de résistance croisée entre ces deux

médicaments relevés chez certains patients.

Contact : [email protected] 1 AZT : la zidovudine (ou AZT) est le plus

ancien des médicaments utilisés dans les

multi-thérapies contre le SIDA.

4

2

Un leurre pour virus VIH

à l’entrée de la cellule

Les équipes du Département d’ingénierie et

étude des protéines viennent de concevoir un

dispositif de leurre, capable de fixer le virus

VIH du SIDA pour le détourner de sa cible

naturelle, la cellule. Il s’agit d’une molécule

extraite d’une protéine qui se lie de manière

spécifique à l’enveloppe du virus : cette molé-

cule empêche ainsi l’infection des cellules par

le virus VIH. Mieux, ce leurre se révèle capable

de démasquer des parties «antigéniques» du

virus, jusque-là inaccessibles : ces sites,

communs à toutes les souches virales du VIH,

sont les cibles d’anticorps capables de

neutraliser le virus. Un espoir prometteur

d’un nouveau traitement, voire d’un vaccin !


Observation d'un trou noir

dans notre galaxie

Une équipe internationale composée notam-

ment d'astrophysiciens de Saclay a observé

pendant deux ans les émissions en rayons X

d'un trou noir de notre galaxie. D'une masse

équivalant à dix fois celle du soleil, ce mini-

ogre est escorté d'une étoile compagnon de1

Maquette du virus VIH.

Observation de la Terre fournie par l’instrument

POLDER.

Structure de la molécule destinée à « leurrer » le virus

VIH à l’entrée de la cellule.

Vue d’artiste.4

3

2

1

3


JUIL

LE

T2

00

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N°

21

Lundi 29 septembre 2003L’Etna : chronique d’une éruptionPar Roberto Clochiatti, Directeur de Recherche au CNRS,

laboratoire Pierre Süe, à Saclay, unité mixte CEA-CNRS

L’Etna, en Sicile, manifeste, depuis quelques décen-

nies, une montée en puissance de son activité et

une production de lave plus de quatre fois supérieure à

celle du siècle précédent. L’activité habituelle consiste

en des émissions continues de gaz par les cratères du

sommet, ponctuées par de violents paroxysmes qui

16 octobre 2003 Jeudi du CEA : la simulation des armes nucléairesDidier Besnard, de la Direction des applications militai-

res du CEA, présentera une conférence sur le

programme de simulation des armes nucléaires au CEA.

> à la FNAC VélizyContact : [email protected]

17, 18 et 19 octobre 2003 La Science en fête Comme les années précédentes, le centre CEA de Saclay

participera aux animations de la Science en fête à travers

des ateliers ludiques consacrés à la radioactivité et à l’hy-

drogène, en tant que vecteur d’énergie pour l’avenir. Des

courts métrages scientifiques seront également projetés

en boucle.

> à la ferme du Moulon (sur le plateau de Saclay)Contact : [email protected]

Renseignements pratiques :Accès : ouvert à tous, entrée gratuiteLieu : Institut national des sciences et techniques nucléaires, Saclay (voir plan)Horaire : 20 heuresOrganisation/renseignements : Centre CEA de Saclay,

Unité communication et affaires publiquesTél : 01 69 08 52 10Adresse postale : 91191 Gif-sur-Yvette Cedex

expédient à plusieurs kilomètres de haut fragments de

lave et cendres, avec débordements de coulées rapides

et brèves. S’y ajoutent, de plus en plus fréquemment,

des fracturations sur le flanc de la montagne, donnant

lieu à des éruptions latérales, qui sont les plus redouta-

bles pour la population. Comment interpréter les

phénomènes éruptifs par l’analyse des matériaux ?

Tel est l’objet des recherches de Roberto Clochiatti.

Cette conférence sera précédée par la projection d’un

film sur l’Etna.

Ferme du Moulon

L’Etna, encapuchonné de nuages lenticulaires localement appelés «La comtesse», annonciateurs de mauvais temps.

Le centre CEA de Saclay organise, chaque trimestre, des conférences destinées à présenter au grand public

l’actualité scientifique et technique.

DES CONFÉRENCES POUR EN SAVOIR PLUS

CEA saclay 21/juillet 2003 21/07/03 15:12 Page 32

cea saclay 21/juillet 2003 - · les antennes du centre cea de saclay l’ apprentissage du langage...

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