10 brains10 artists10 years

15 September -6 October 2019

Luxembourg City

#MindtheBrain

À propos de Mind the BrainL’exposition « Mind the Brain », qui mélange art et science, est composée de 10 sculptures en forme de cerveau géant exposées dans le centre-ville de Luxembourg du 15 septembre au 6 octobre 2019.

Cette exposition marque le dixième anniversaire du Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) de l’université, une étape importante pour la recherche biomédicale au Luxembourg. À cette occasion, dix sculptures de cerveau, chacune représentant un des domaines de recherche du LCSB, ont été peintes par des artistes luxembourgeois de renom. Ces œuvres sont en vente : une moitié des fonds collectés reviendra aux artistes et l’autre moitié sera reversée au profit de la recherche sur le cerveau.

Promenez-vous parmi les œuvres d’art et plongez dans les secrets du cerveau humain !

Avec le soutien de

1 2 3 4

Accélérer la recherche en biomédecine – 10 ans déjàLe cerveau est l’organe le plus complexe et le plus intriguant du corps humain. C’est le centre du système nerveux. Il contrôle toutes nos fonctions vitales et nous permet de penser, parler et de prendre des décisions. Il coordonne nos mouvements, ainsi que notre perception et nos réactions aux stimuli sensoriels. Le cerveau reste encore un mystère : on ne connaît pas toutes ses fonctions, ni le rôle qu’il joue dans certaines maladies.

Depuis 10 ans, le LCSB rassemblent les meilleurs « cerveaux » en provenance du monde entier pour travailler sur les troubles neurologiques et trouver des réponses à ces questions pressantes. Certains de nos talents ont étudié la biologie ou la médecine, d’autres les mathématiques, l’informatique ou la physique. Mélanger les gens issus de différents domaines et possédant diverses expertises au sein d’une même équipe interdisciplinaire, c’est créer un tout qui est plus que la somme de ses parties. C’est essentiel pour trouver des solutions créatives à des problèmes complexes.

Suivez-nous à la découverte du cerveau et de la recherche menée au Luxembourg afin de combattre les maladies qui le touchent !

Thomas Iser

Square Jan Palach

Pour plus d’informations : https://mindthebrain.lu/1

La maladie de Parkinson - Des mécanismes au traitementLa maladie de Parkinson est la deuxième maladie neurodégénérative la plus fréquente au monde. Elle entraîne des symptômes tels que des tremblements et une lenteur générale dans les mouvements. Des facteurs environnementaux et génétiques jouent un rôle majeur mais on ne sait pas encore comment ils déclenchent la maladie.

Au LCSB, cette maladie est au cœur de nos travaux. Grâce à nos diverses expertises, nous l’étudions sous tous les angles afin de mieux comprendre les mécanismes qui entrent en jeu. Au sein de l’Étude luxembourgeoise sur la maladie de Parkinson (NCER-PD), nous cherchons avec nos partenaires à trouver des moyens pour diagnostiquer la maladie plus tôt et mieux la traiter. Des premiers résultats prometteurs montrent des différences chez les patients dans la composition moléculaire du sang et dans celle de la communauté bactérienne de l’intestin.

Nous avons aussi mis en place ParkinsonNet Luxembourg. Ce réseau de soins intégrés facilite les échanges entre les professionnels de santé et permet de former les différentes professions impliquées dans la prise en charge des patients parkinsoniens.

Frank Jons

Place de Bruxelles (à côté du Pont Adolphe)

Pour plus d’informations : https://mindthebrain.lu/2

Environnement et santéNous sommes constamment exposés aux produits chimiques présents dans notre environnement, que ce soit les gaz d’échappement, les pesticides dans les champs ou les produits d’entretien ménager. Au LCSB, nous voulons comprendre comment l’environnement influence notre état de santé, l’apparition et l’évolution de certaines maladies. Ce n’est pas une tâche facile ! L’environnement est incroyablement complexe, avec plus de 125 millions de produits chimiques enregistrés dans la plus grande base de données existante, et plus de 70.000 produits utilisés rien que pour le ménage. Nos scientifiques doivent faire un vrai travail de détective pour déterminer qui sont les « bons » et les « méchants » pour une maladie donnée.

Dans un seul échantillon, nos chercheurs peuvent identifier des milliers de molécules connues, mais la grande majorité des composés chimiques sont encore indéterminés. En utilisant des méthodes informatiques bien spécifiques, nous cherchons en permanence à augmenter le nombre de produits chimiques que nous pouvons identifier dans l’environnement ou dans des échantillons biologiques (sang, urine ou cheveux). C’est une étape essentielle pour mieux comprendre leur toxicité et leur rôle dans différentes maladies.

Marc Pierrard

Cathédrale Notre-Dame

Pour plus d’informations : https://mindthebrain.lu/3

Épilepsie : le cerveau en surrégimeDans notre cerveau, 100 milliards de neurones forment des connexions et communiquent entre eux. En général, cette activité cérébrale est à l’équilibre. Mais si deux régions du cerveau se stimulent l’une l’autre continuellement, elles deviennent hyper-synchronisées et entraînent une crise d’épilepsie. Ce genre de crise peut prendre des formes très diverses selon les régions du cerveau affectées. Chez les personnes épileptiques, ces crises se produisent sans aucune intervention extérieure, mais elles peuvent aussi survenir chez n’importe qui, suite à une longue période sans sommeil par exemple ou à une déshydratation sévère. Des traitements médicamenteux permettent de contrôler ces crises chez certains patients mais pas chez tous.

Au LCSB, des chercheurs étudient l’épilepsie à différents niveaux. Nous menons des analyses génétiques pour identifier les origines de cette maladie. Nous nous penchons sur les problèmes responsables de la surexcitation des neurones aux échelles cellulaire et moléculaire. Nous développons des algorithmes afin de reconnaître les signaux d’alerte précoces qui précèdent chaque crise. Toutes ces approches nous donnent une opportunité unique de comprendre les causes de l’épilepsie et de commencer à développer des traitements qui les attaquent à la racine.

Eric Mangen

Cité Judiciaire

Pour plus d’informations : https://mindthebrain.lu/4

5 6 7 8 9 10

Cellules souches et médecine régénérativeChez les humains, le cerveau est l’organe le plus complexe et il nous reste encore beaucoup à découvrir à son sujet. Pour des raisons techniques et éthiques, il est souvent impossible d’étudier directement le cerveau. Les scientifiques doivent donc trouver des alternatives pour pouvoir mener leurs travaux de recherche.

Les chercheurs du LCSB ont par exemple réussi à obtenir des cultures cellulaires en 3D en travaillant à partir de cellules souches humaines dérivées d’échantillons de peau. Ces minuscules structures ressemblent par certains aspects au mésencéphale, la partie du cerveau affectée par la maladie de Parkinson. On les appelle des organoïdes ou « mini-cerveaux » et il est possible de les produire à partir d’échantillons de peau prélevés chez des patients : un outil idéal pour étudier la maladie de Parkinson.

Savoir convertir un type de cellule en un autre – par exemple transformer une cellule de peau en une cellule nerveuse – est très utile pour les scientifiques. Prof. Antonio del Sol et son équipe cherchent à savoir sur quels facteurs moléculaires agir pour provoquer cette conversion. Ils utilisent des modèles informatiques pour identifier les gènes qui caractérisent les différents types de cellules, et mettre au point un cocktail de composés chimiques permettant de déclencher une conversion. Avec à terme l’espoir d’applications en médecine régénérative.

Daniel Mac Lloyd

Place Clairefontaine

Pour plus d’informations : https://mindthebrain.lu/5

Microbiote – Le monde de l’intérieurSaviez-vous qu’environ 1,5 kg de microbes, correspondant à plus de 1000 espèces différentes, vivent dans notre système digestif ? Non seulement ils vivent à l’intérieur de notre organisme, mais ils ont aussi un profond impact sur notre santé. Lorsque tout va bien, les différents types de microorganismes cohabitent en équilibre. Mais si certaines bactéries deviennent plus abondantes que d’autres, l’équilibre est rompu et des problèmes peuvent apparaître. Au LCSB, nous voulons comprendre comment ce genre de déséquilibre peut entraîner différentes maladies et identifier les microbes responsables.

Récemment, nos chercheurs ont observé que les micro-organismes présents dans le système digestif varient d’une maladie à l’autre. Ces différences sont-elles à l’origine des maladies ou en sont-elles plutôt une conséquence ? La question est de savoir qui vient en premier, comme pour l’œuf et la poule. Pour y répondre, les scientifiques du LCSB ont développé HuMiX, un micro-intestin artificiel. Avec cette technologie, ils peuvent cultiver en laboratoire différents types de microbes avec des cellules intestinales humaines, et analyser en détail l’effet de ces microorganismes sur la santé du système digestif.

Alain Welter

Rue de la Reine

Pour plus d’informations : https://mindthebrain.lu/6

La maladie d’Alzheimer – À ne pas oublier La maladie d’Alzheimer est la forme de démence la plus commune et la maladie neurodégénérative la plus répandue dans le monde. Elle se caractérise par des pertes de mémoire et une diminution des fonctions cognitives, entrainant confusion et sautes d’humeur chez les patients. Ces derniers peuvent par exemple se sentir perdus dans des endroits familiers. Notre objectif est de comprendre pourquoi certaines personnes développent cette maladie. En utilisant des microscopes à très haute résolution, nous étudions ce qui se passe dans les différents types de cellule présents dans le cerveau. L’âge est considéré comme le facteur de risque le plus important pour la maladie d’Alzheimer. Cependant, les femmes âgées sont touchées bien plus souvent que les hommes : deux tiers des patients sont des femmes. Les chercheurs du LCSB ont montré qu’un gène, appelé USP9, pourrait contribuer à cette différence. Leurs résultats font d’USP9 une cible intéressante pour de futurs traitements.

Il n’existe actuellement pas de traitement curatif pour la maladie d’Alzheimer mais il est possible de prendre des mesures préventives. Le LCSB est en charge du Programme Démence Prévention (pdp) qui vise à retarder l’apparition de la démence chez les personnes présentant des troubles cognitifs légers, grâce à un programme de prévention individuel.

Joël Rollinger

Place d’Armes

Pour plus d’informations : https://mindthebrain.lu/7

Modéliser le cerveau sur ordinateurLe corps humain est un système extrêmement complexe dont le fonctionnement peut être perturbé par des influences environnementales ou des mutations génétiques. Si ce système ne parvient pas à s’adapter aux variations, il tombe malade.

Les expériences menées pour étudier les mécanismes responsables de ces maladies génèrent un flot de données scientifiques. Afin d’utiliser ces larges volumes de données, nous avons créé des outils informatiques pour les analyser et les interpréter. Nous avons par exemple représenté certaines maladies au travers de « disease maps ». Ces cartes interactives ressemblent à d’énormes plans de métro regroupant des milliers d’informations : les molécules sont les stations de métro et sont connectées entre elles par des réactions chimiques.

Une fois ce vaste réseau cartographié, nous pouvons étudier quelle molécule est connectée à quelle autre, qui joue un rôle central, et quelles routes sont bloquées ou modifiées dans différentes maladies. Grâce à ces cartes, nous pouvons aussi simuler ce qui se passe lorsqu’on administre un médicament. De tels essais cliniques virtuels représentent une étape importante pour la mise au point de nouveaux traitements. Ils peuvent aider à réduire le nombre de molécules candidates et accélérer le processus de développement d’un médicament.

STICK

Boulevard Royal (derrière les bains - Bandanstalt)

Pour plus d’informations : https://mindthebrain.lu/8

Transitions critiques – Prédire l’apparition d’une maladieDes maladies telles que Parkinson, Alzheimer ou d’autres troubles neurodégénératifs ne se développent pas en quelques jours, mais lentement, progressivement, passant souvent inaperçues jusqu’à ce que brusquement les symptômes apparaissent. Ce processus peut parfois prendre des années avant d’atteindre le point de non-retour. En termes scientifiques, on appelle ce changement brutal une « transition critique ».

Qu’il s’agisse du déclenchement soudain d’une crise d’épilepsie, d’une crise cardiaque ou d’un effondrement du marché financier, les chercheurs observent des mécanismes similaires au début de ces changements catastrophiques. Au LCSB, nous étudions comment différents systèmes complexes se comportent au cours d’une transition critique afin d’identifier des propriétés communes. En comprenant les causes et les caractéristiques de ces brusques changements, les chercheurs espèrent pouvoir identifier des signaux d’alerte précoces et des approches efficaces pour empêcher le franchissement de ce seuil irréversible. Dans le cas de certaines maladies, cela permettrait de prévenir leur apparition, voire de les guérir, au lieu de simplement traiter leurs symptômes.

Monique Becker

Parc Fondation Pescatore (devant l’ascenseur Pfaffental)

Pour plus d’informations : https://mindthebrain.lu/9

Prises ensemble, des maladies pas si rares !Les maladies dites rares sont celles qui affectent moins d’une personne sur 2000. Si chacune de ces maladies peut être considérée comme « rare », prises ensemble les 7000 maladies rares connues concernent plus de trente millions de patients en Europe. Il y a environ 30.000 personnes touchées par une maladie rare au Luxembourg.

Presque 80% de ces maladies sont d’origine génétique et beaucoup affectent le cerveau. Même si les symptômes n’apparaissent pas toujours immédiatement, les maladies rares sont présentes tout au long de la vie des patients. Ceux-ci font souvent face à de longues incertitudes avant d’obtenir un diagnostic et les options de traitement restent la plupart du temps limitées.

Les chercheurs du LCSB étudient plusieurs de ces maladies rares en utilisant des organismes modèles génétiquement modifiés. Ces maladies sont dues à des mutations génétiques qui entraînent des symptômes chroniques graves, avec souvent des aspects neurologiques. Pour pouvoir mettre au point de nouveaux traitements, il est essentiel d’identifier les causes génétiques et de comprendre les mécanismes moléculaires responsables de la maladie.

Raphael Gindt

Rond-Point Schuman (entrée du parc)

Pour plus d’informations : https://mindthebrain.lu/10