utiliser la faune comme sentinelle de la santé humaine

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Légende de la photo : Caren Helbing (au centre) avec les membres de son laboratoire Jessica Round (à gauche) et Emily Koide (à droite).

Lorsque Caren Helbing et son laboratoire ont découvert que le triclosan, un produit chimique antimicrobien qui se retrouve dans des produits de consommation comme le dentrifrice, le désodorisant et les planches à découper, peut perturber l’action de l’hormone thyroïdienne, elle a tout de suite su que c’était important à cause de la très grande présence de cette substance dans notre vie quotidienne. Ce qu’elle ne savait pas, par contre, était que ce résultat conduirait éventuellement le Canada à mettre le triclosan sur une liste de produits à éliminer progressivement du pays.

C’est la sorte de recherche fondamentale que madame Helbing, professeur de biochimie et de microbiologie, mène à l’Université de Victoria. Elle s’intéresse, en particulier, aux hormones thyroïdiennes, lesquelles sont fondamentales dans la croissance de l’être humain et sont cruciales lors de la naissance d’un bébé puisqu’elles jouent un rôle essentiel dans le développement correct du système neurologique. Ces hormones demeurent indispensables tout au long de la vie d’une personne parce qu’un dysfonctionnement de la thyroïde peut affecter le métabolisme, la mémoire, la fonction cardiaque et même l’ouïe. C’est pourquoi les scientifiques doivent comprendre comment elles agissent et aussi ce qui entrave leur bon fonctionnement.

Pour y arriver, la chercheuse se penche sur les ouaouarons d’Amérique du Nord, des amphibiens qui sont particulièrement sensibles aux hormones thyroïdiennes. Son objectif est de saisir comment l’environnement naturel affecte ces petites bêtes pour ensuite extrapoler cette compréhension au fonctionnement de la thyroïde chez les humains.

« La faune et la flore sont les sentinelles de l’environnement et elles nous indiquent si nos écosystèmes sont sains, avance le professeur. Les grenouilles vivent dans l’environnement et elles sont très sensibles aux hormones thyroïdiennes dont elles ont besoin pour se transformer depuis le stade de têtard. » En les observant, nous pouvons en apprendre beaucoup sur la façon dont les hormones thyroïdiennes affectent les cellules et sur les dommages que peuvent causer certains polluants à la santé humaine.

C’est ici que le recours aux ressources offertes par Calcul Canada et son partenaire régional WestGrid devient irremplaçable. Les travaux de madame Helbing reposent sur le calcul informatique de haute puissance pour le traitement du génome, véritable plan détaillé des êtres vivants. À l’aide des ordinateurs, elle analyse la façon dont le génome est lu pendant la métamorphose et l’influence de l’hormone dans ce processus.

La scientifique indique qu’il est souvent difficile d’établir avec précision que c’est un mauvais fonctionnement de l’hormone thyroïdienne qui cause un problème et c’est ici que la sensibilité du têtard entre en jeu. Cette particularité a permis à son laboratoire de constater qu’effectivement, beaucoup de contaminants comme les produits pharmaceutiques et les produits d’hygiène personnelle qui sont relâchés dans l’environnement affectent la fonction thyroïdienne des grenouilles.

« L’une de nos tâches consiste à chercher, dans les effluents d’eaux usées municipales, des substances ou des mélanges de produits chimiques susceptibles de perturber l’action de l’hormone thyroïdienne, précise-t-elle. Nous utilisons la grenouille pour les détecter et ainsi approfondir nos connaissances sur ce sujet. Nous développons des tests basés sur la génomique qui nous servent pour repérer la présence de perturbateurs endocriniens. Nous sommes particulièrement intéressés par la façon dont les molécules biologiques sont touchées par les hormones thyroïdiennes, afin de pouvoir déterminer ce qui est normal et ce qui ne l’est pas. »

Par ailleurs, les grenouilles constituent le groupe de vertébrés le plus menacé sur la planète. Un corollaire de cette investigation basée sur la génomique sera donc d’aider à sauver des espèces partout dans le monde.

« La taille du génome pose un vrai défi quand il s’agit de rassembler tous les morceaux pour créer un tableau complet du modèle génétique, déclare la spécialiste. Mais comme les ouaouarons ont de nombreuses ressemblances avec les êtres humains sur le plan du développement, on peut effectuer des comparaisons. C’est bien plus facile d’étudier un têtard qu’un fœtus humain, par exemple. Néanmoins, beaucoup des changements survenant durant la métamorphose de la grenouille ont également lieu au moment de la naissance d’un être humain. Nous pouvons donc tirer avantage de la réaction extrême des grenouilles pour reconnaître quand les perturbations se produisent. »

C’est la taille du génome de la grenouille, qui a près de six milliards de paires comparées à trois milliards pour le génome humain, qui explique la nécessité de recourir au calcul de haute puissance.

« Essayer de les placer toutes dans le bon ordre s’avère vraiment complexe, c’est un peu comme faire un casse-tête avec six milliards de morceaux », souligne-t-elle.

« Non seulement l’assemblage du modèle représente déjà un défi, mais en plus nous cherchons maintenant à identifier les parties du génome qui interviennent à chaque moment, poursuit madame Helbing. Ce sont des millions de molécules qui sont utilisées de façon sélective. Lorsque l’hormone thyroïdienne est présente, nous examinons le changement. »

La chercheuse affirme que son équipe ne serait pas en mesure de réaliser ces explorations sans Calcul Canada et WestGrid.

« Leur soutien est inestimable et appuie un travail capital qui forme la base de la recherche novatrice et des applications pratiques », assure la femme de science.

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