Programme Areas of Excellence (1/2) : Hong Kong parie sur le biomédical !

2017 a marqué la fin du 5^ème cycle de bourses, alors que les 3 projets financés par le 6^ème cycle arrivent à mi-parcours, et que les 3 bénéficiaires du 7^ème sont tout juste annoncés. L’occasion de faire un panorama de ces recherches dans le domaine biomédical, de plus en plus attractif pour le programme AoE, représentant aujourd’hui l’intégralité des projets du 7^ème cycle.

Centre de recherche sur les carcinomes du nasopharynx

Le projet a permis la création d’un centre de recherche sur les carcinomes du nasopharynx (Center for Nasopharyngeal Carcinoma Research, CNPCR), la recherche sur les NPC bénéficiant d’ores et déjà d’un financement stratégique national en Chine. S’appuyant sur la renommée déjà établie de Hong Kong dans ce domaine de recherche - le taux d’incidence des NPC dans la région y étant particulièrement important (son taux d’incidence est de 7,9 cas/100 000 personnes contre moins de 1/100 000 en Europe et en Amérique du Nord, soit le 10e plus fréquent parmi l’ensemble de la population locale) - une collaboration entre cinq hôpitaux* et 51 chercheurs provenant de trois universités** divisés en 7 groupes de travail de la Région Administrative Spéciale sous un centre de recherche dédié, permet de concentrer les efforts de recherche stratégique tout en profitant d’expertises scientifiques complémentaires. Les principaux enjeux de cette structure sont aujourd’hui l’élucidation des bases moléculaires et génétiques des NPC afin de connaitre les interactions entre des gènes cellulaires et viraux dans leur développement, l’identification et la validation de nouveaux biomarqueurs pour le diagnostic, la mise en place d’outils analytiques d’imagerie tumoraux de pointe, et le développement des stratégies de traitement alternatives et améliorées pour la gestion clinique.

*Pamela Youde Nethersole Eastern Hospital, Princess Margaret Hospital, Queen Elizabeth Hospital, Queen Mary Hospital et Tuen Mun Hospital
**The University of Hong Kong, The Hong Kong University of Science and Technology et The Hong Kong Baptist University
Ho, C. S. (2017). Beating ‘Guangdong cancer’ : a review and update on nasopharyngeal cancer. Hong Kong medical journal= Xianggang yi xue za zhi, 23(5), 497-502.

Étude des mécanismes du développement des synapses, de la transmission des signaux et des troubles neurologiques

La part des maladies mentales est de plus en plus importantes à travers le monde parmi les maladies chroniques (dont l’autisme, la dépression et la schizophrénie), cela malgré la faible disponibilité de traitements efficaces. Les sociétés sont aujourd’hui confrontées à une crise majeure alors que les compagnies pharmaceutiques, grands investisseurs en recherche et développement, se retirent du marché en raison de trop longs retours sur investissement. A Hong Kong, une personne sur six souffre de problèmes mentaux*. En conséquence, ce projet propose que le monde universitaire (HKUST, HKU et PolyU) mène des activités de recherche à la fois plus approfondies et plus larges qu’auparavant afin de pallier ce manque. Les progrès dans les technologies tels que le séquençage génomique à haut débit et la biologie permettent d’identifier un certain nombre de gènes associés à divers troubles cérébraux. Ainsi, l’élucidation des mécanismes d’action de ces gènes est l’une des orientations de recherche les plus importantes dans le cadre de ce projet pour mieux comprendre les troubles mentaux et pour développer des méthodes de traitement de ces maladies. En particulier les équipes de recherche étudient des peptides, des peptides mimétiques et des composés chimiques de faible poids moléculaire qui aident à mieux comprendre les mécanismes associés aux troubles génétiques et représentant des thérapies potentielles contre les troubles mentaux.

Centre sur la biogénèse et le fonctionnement des organites

Au cours de la dernière décennie, les recherches menées à Hong Kong sur les organites ont permis une meilleure appréhension de leur fonctionnement, de leur dynamique et de leur fonction dans les organismes (plantes, levures, souris). Les organites sont des compartiments liés à la membrane qui contient des milieux spécialisés où se produisent des processus biochimiques complexes, essentiels pour les communications inter-cellulaires et pour l’homéostasie, la croissance et le développement d’un organisme, ainsi que pour ses réactions à l’environnement. L’existence de toutes les cellules eucaryotes, végétales et animales, dépend du maintien des organites en leur sein. Les mécanismes sous-jacents de la biogenèse des organites et des communications du trafic protéique entre eux demeurent encore largement inconnus. Ce projet se concentre sur la compréhension de la biogenèse et de la fonction de trois organites : Golgi, TGN et EXPO. Les recherches portent non seulement sur les questions fondamentales concernant la biogenèse et la fonction des organites dans des processus biologiques importants, comme la formation de parois cellulaires et les voies de signalisation de stress chez les plantes, mais aussi sur l’industrie biotechnologique à Hong Kong et en Chine pour améliorer la valeur des plantes en tant que matières premières de biocarburants et améliorer la productivité des cultures.

Centre sur la génomique des interactions plante-environnement pour la sécurité alimentaire et une agriculture durable

L’objectif de ce projet est de comprendre l’adaptation des plantes aux stress abiotiques et leurs interactions avec les microbes. Cette étude porte sur le soja en raison de son importance dans l’agriculture durable, des succès antérieurs de l’université chinoise de Hong Kong dans les études de génomique du soja et de leur base de données de séquences génomiques de soja, de germplasmes uniques et de populations génétiques. Les nouvelles connaissances et technologies acquises grâce à ce projet pourraient ensuite être appliquées à d’autres cultures pour délimiter les mécanismes sous-jacents des interactions entre les plantes et l’environnement. Ce projet vise à créer une population génétiquement stable de soja avec des informations génomiques précises. L’objectif de cette étude sera de comprendre l’influence de la régulation génétique ainsi que la régulation redox sur la croissance des racines sous stress abiotique. Une analyse de la reprogrammation de l’expression génique lorsque les plantes sont soumises un stress abiotique sera également menée, en mettant l’accent sur deux nouveaux mécanismes récemment découverts : les changements de la chromatine et les ARN non codants. Puisque le nodule racinaire est un organe unique dans les plantes légumineuses qui interagissent directement avec le sol, ce projet portera aussi sur les flux d’énergie, les expressions géniques et l’édition d’ARN liés aux fonctions mitochondriales dans les nodules racinaires. A terme, l’objectif est de développer de nouvelles variétés de légumes plus adaptées au sol sur lesquelles elles sont cultivées.

Mécanismes cellulaires des fonctions synaptiques et de leur plasticité, et maladies neurodégénérative

Les synapses neuronales sont essentielles pour la fonction cérébrale. La modulation de leur force, appelée plasticité synaptique, est essentielle pour connecter et maintenir le réseau neuronal et constitue le mécanisme fondamental sous-tendant l’apprentissage et la mémoire. La perte de synapses et leur dysfonctionnement sont liés à des maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer (MA), soulignant leur importance. La plasticité synaptique est étroitement régulée et modulée par diverses voies biochimiques, qui sont médiées par la signalisation bidirectionnelle entre les neurones pré et postsynaptiques ainsi que la communication entre les neurones et les cellules gliales telles que les astrocytes et la microglie.

Aujourd’hui, ces processus sont encore mal compris. Leur déchiffrement pourrait permettre l’identification des voies de régulation qui véhiculent le flux d’informations dans le circuit neuronal et régissent la plasticité synaptique dans l’apprentissage et la mémoire. C’est dans cette optique que ce projet propose l’étude des mécanismes de signalisation et cellulaires précis régissant la communication neurone-neurone et glie-neurone, qui modulent les fonctions synaptiques et la connectivité réseau, ainsi que l’apprentissage et les capacités de mémorisation. Dans un second temps, il s’agira de comprendre comment une dérégulation de ces mécanismes contribue à la pathogenèse des maladies neurodégénératives, en particulier sur la maladie d’Alzheimer (MA). La restauration de la perte synaptique est une stratégie prometteuse pour le traitement de la MA, et ce projet a pour but d’aboutir à une solution réparatrice pour les circuits synaptiques et de ce fait prévenir ou retarder les dysfonctionnements cognitifs liés à cette maladie.

De la biologie chimique à la médecine moléculaire

Dans ce projet, des chercheurs de différentes universités de Hong Kong proposent d’unir leurs efforts pour s’attaquer aux problèmes complexes de la médecine moléculaire grâce à une approche de biologie chimique. Plus précisément, les buts sont de construire des plateformes de recherche en biologie chimique, de comprendre les processus biologiques fondamentaux (tels que la modification post-traductionnelle et le stress oxydatif) au niveau moléculaire, et de développer une nouvelle approche thérapeutique des maladies humaines.
La biologie chimique combine le pouvoir de la chimie de synthèse, l’analyse chimique et les techniques biologiques pour comprendre et manipuler les systèmes biologiques avec une précision moléculaire. Contrairement aux biochimistes qui étudient la chimie des biomolécules et la régulation des voies biochimiques, les chimiste-biologistes appliquent de nouveaux composés chimiques pour sonder les systèmes biologiques. La conception moléculaire et la synthèse, les sondes moléculaires, la génétique chimique, la protéomique chimique, la modélisation moléculaire et la biologie structurelle sont les éléments clés de la biologie chimique. Au cours de la dernière décennie, le développement rapide de la biologie chimique a non seulement fourni de nombreux outils de recherche utiles pour élucider les mécanismes biologiques fondamentaux, mais a également permis la découverte d’agents thérapeutiques importants pour traiter les maladies.

Rédacteurs : Simon Muller et Vincent de Brix, Chargés de mission scientifique

Contact : sciences chez consulfrance-hongkong.org