Sciences dessus dessous

Sciences dessus dessous - Auteur
  • Jean-François Cliche

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    Lundi 28 août 2017 | Mise en ligne à 11h52 | Commenter Commentaires (15)

    100 000 vers plus tard…

    Les nématodes sont des vers minuscules qui se nourrissent de bactéries. Nombre d'expériences sur la longévité s'en servent comme modèles animaux. (Photo : WikiCommons)

    Les nématodes sont des vers minuscules qui se nourrissent de bactéries. Nombre d'expériences sur la longévité s'en servent comme modèles animaux. (Photo : WikiCommons)

    «Il y a tellement de façons de fausser une expérience qu’on devrait peut-être plus se surprendre qu’il y ait tant de résultats reproductible.» C’est la citation du mois, en ce qui me concerne…

    Pour quiconque s’intéresse à la «crise» de la reproductibilité en sciences — soit le fait qu’on ne parvient pas à reproduire les résultats de certaines études, ce qui soulève des doutes sur leur valeur et se produit à un rythme alarmant dans certaines disciplines —, ce texte paru sur le site de Nature est une lecture absolument essentielle, pour deux raisons.

    La première, c’est qu’on y trouve des exemples très pratico-pratiques de raisons qui expliquent pourquoi les résultats peuvent varier d’un laboratoire à l’autre. Le texte est l’œuvre de trois chercheurs américains des universités Rutgers, Buck et de l’Orégon qui se sont vu demander par un organisme subventionnaire d’essayer de répliquer d’une étude qui avait trouvé qu’une substance semblait prolonger la vie de vers microscopiques. Il s’agit-là d’un secteur de la biologie où les résultats sont notoirement volatiles et qui a toujours eu un peu de mal à se distinguer de la pseudo-science, au point même où un des trois auteurs avait carrément fini par quitter ce champ de recherche. Peu d’efforts y sont faits pour «vérifier» les expériences d’un labo à l’autre.

    À vue de nez, le projet de reproduire une expérience peut sembler facile au point d’être complètement ennuyante. On examine la méthode, on refait la même chose dans le labo, et on devrait obtenir des résultats similaires. Mais en pratique, la biologie est une science fort capricieuse où d’infimes détails méthodologiques peuvent gommer (ou amplifier) l’effet de la molécule qu’on veut tester. Si bien qu’avant d’obtenir des longévités semblables indépendamment dans leurs trois laboratoires, les auteurs de l’article ont dû faire preuve d’une patience de moine, fignoler inlassablement leurs méthode pendant plusieurs années et, ce faisant, mesurer individuellement la longévité de plus de 100 000 nématodes. Cent mille, un par un !

    Ils ont dû s’approvisionner au même endroit pour les substances à tester, ce qui fut un cauchemar d’organisation, s’assurer que la diète de leurs vers (qui se nourrissent de bactéries) était uniforme, inventer un protocole commun juste pour prendre et déposer les nématodes, parce que ceux qui étaient manipulés par certains techniciens plus soigneux vivaient significativement plus longtemps, s’assurer que les microvariations quotidiennes (température, etc.) ne variaient pas trop d’un endroit à l’autre, et ainsi de suite. Même la position des flacons a dû être précisément normalisée. Et après tout ce travail, il restait encore une différence de 3 jours dans la longévité, ce qui est énorme pour des vers qui vivent 20 jours en moyenne — résultat d’un détail «niaiseux» qui consistait à commencer à compter lorsque l’œuf était pondu ou lorsque le nématode en sortait.

    Éventuellement, ils ont fini par arriver à des longévités moyennes très proches les unes des autres… pour réaliser alors qu’à l’intérieur de chaque labo, il restait encore des différences très grandes d’une expérience à l’autre. Pour des raisons encore inconnues, les batches de vers empruntent l’un de deux profils : ou bien les vers d’une expérience vivent plus longtemps que la moyenne, ou bien ils meurent plus jeune.

    Remarquez que la découverte de ces deux profils est, en elle-même, un progrès extrêmement intéressant qui fera peut-être beaucoup avancer ce champ de recherche. Juste pour ça, il me semble, ça valait la peine de «piquer» 100 000 nématodes un par un pour voir s’ils réagissaient — ce qui est la manière de voir si un vers est encore en vie ou non. Mais toute cette histoire montre les montagnes de détails infimes sur lesquels des chercheurs en biologie doivent longuement obséder afin d’ajuster leurs flûtes pour vrai.

    Et, deuxième bonne raison de lire le texte, cela soulève la question de savoir : vaut-il vraiment la peine de le faire ? Les trois auteurs arguent que oui, mais ils admettent aussi que leurs collègues n’en sont pas tous convaincus. Certains croient même qu’il est contreproductif de standardiser autant les protocoles de recherche parce qu’il est bien plus intéressant, en recherche biomédicale, de trouver une molécule qui produit le même effet dans des conditions un peu différentes que de lui trouver des effets qui ne surviennent que dans des conditions absurdement étroites.

    Les deux points se valent, en ce qui me concerne. Et à votre avis ?


    • ” la «crise» de la reproductibilité en sciences”
      Les scientifiques ont des problèmes de fécondité ? ;-)

      “Les deux points se valent, en ce qui me concerne. Et à votre avis ?”
      Au diable la dépense : utilisons les deux approches en même temps. Les découvertes fortuites ont souvent été très payantes (et pas juste en dollars).
      Ca me rappelle votre billet sur l’utilisation de sujets uniquement mâles vs en avoir des deux sexes. C’est bien de voir la science se remettre en question.

    • J’ai seulement lu votre texte pour le moment. Pour ma part, je trouve qu’on conclue peut-être tout simplement trop rapidement et je pourrais appeler cela un test tout autant qu’une expérience puis oui j’essayerais de standardiser. Je noterais mes résultats et je resterais dans le probable et il faut que d’autres testent et retestent et recommence l’expérience ou même faire une autre expérience, ce n’est pas juste l’expérience que vous devez vérifier c’est la conclusion de l’expérience.

      ” substance semblait prolonger la vie de vers microscopiques ”

      Commencez pas nous expliquer théoriquement pourquoi vous croyez que cette substance prolonge la vie de ces nématodes. Les fondements biologiques de cela et chaque vers est aussi un individu différent. Un échantillon plus grand oui va tendre à éliminer ces différences là individuelles.

      Vous avez votre hypothèse comme pouvez-vous la tester ? En faisant des expériences en laboratoire. Mais ce sont des méthodes statistiques encore une fois.

      Il faut alors probablement plusieurs expériences et répéter plusieurs fois. Votre population de vers n’est jamais exactement la même, à quelle intervalle les expériences ? Est-ce que d’autres facteurs peuvent avoir jouer sur la durée de vie de ces nématodes ?

      Nos expériences ne sont pas encore concluantes.

      Prenons un médicament alors que vous testez sur des humains ou des souris mais ce n’est pas encore concluant, cela ne peut pas être homologué mais vos résultats semblent indiquer des effets et allant dans le bon sens. Vous tenez probablement quelque chose, quelles sont les substances qui font vraiment effet ?

      Il faut que tu testes et re-testes mais les budgets sont limités mais c’est comme en statistiques aussi ou en vérification, de grossir la taille de l’échantillon peut devenir inutile. Votre test, votre expérience n’est pas concluante ou alors elle semble démontrer un effet positif mais sous une forme faible.

      Même pour un médicament, il faut peut-être une mise en marché plus restreinte dans un premier temps pour vraiment l’évaluer ?

      Disons que vous êtes des chercheurs. Avant de pouvoir dire euréka ! Cela peut prendre du temps et même ce peut être un autre qui trouve réellement ce que vous cherchiez mais vous étiez sur la bonne piste.

      Ok, on voit suffisamment où je veux en venir et ce que je perçois.

    • Il faut que tu prouves les effets de ta molécule et alors il faut faire un peu des deux, la même expérience standardisée, répétée plusieurs fois mais la population peut pareil différer, et aussi faire d’autres expériences qu’on répète elles aussi.

      Chacun de tes tests ou des tes expériences seront différentes mais permet-elle de te rapprocher de ton hypothèse d’allonger la vie ? Si cela n’est que sous une forme faible et au surplus d’autres fois pas du tout. Bien ta molécule a probablement des effets plutôt faibles, elle est là ta quasi-conclusion. N’empêche que si tu la modifies ou encore que tu la mets en conjugaison avec une autre tu vas peut-être trouver qu’une synergie se forme et là produisant un effet fort sur l’allongement de la vie de tes vers.

      La science et incluant les maths essaie d’isoler une variable mais c’est multi-factoriel ce qui augmente l’espérance de vie et ce qui peut paraître insignifiant peut du moins chez l’humain faire un effet boule de neige. Telle produit est insignifiant favorise peu la guérison en lui-même mais il a probablement un léger effet, niveau placebo là il devient fort et la personne se met à faire de l’exercice en même temps en plus de sa pensée positive, s’alimente mieux et tout. C’est tous ces changements là qui font la différence et non disons la petite gélule ou le produit Adrien Gagnon.

      Mais c’est cela restez avec effets positifs faibles, moyens ou forts ou encore une conclusion non affirmée cette substance aurait probablement des effets positifs mais cela reste à démontrer de façon plus concluante. C’est sûr le chercheur aimerait être celui qui trouve l’aiguille dans la botte de foin ou réinventer le bouton à 4 trous mais non. Ce sont parfois des années et des années de recherche en laboratoire avoir d’avoir quelque chose de concluant. À moins de faire votre expérience avec un médicament déjà homologué et prouvé et avec des effets très forts.

      C’est aussi simple que cela. Pour la psychologie bien je trouve que c’est souvent plus conceptuel et donc un art, une thérapie plus qu’une science. Vos recherches seront moins concluantes allez vers des traitements qui semblent donner des résultats et abandonnez ceux que vos expériences démontrent qu’ils sont nocifs.

    • «Si bien qu’avant d’obtenir des longévités semblables indépendamment dans leurs trois laboratoires, les auteurs de l’article ont dû faire preuve d’une patience de moine, fignoler inlassablement leurs méthode pendant plusieurs années…»

      Plusieurs années pour accorder leurs violons? Cela ne démontre-t-il pas que les nématodes ne sont peut-être pas l’outil idéal pour ce genre de recherches? Beaucoup trop de variables à contrôler dont encore beaucoup trop d’inconnues. Quant à la physiologie des «bibittes», on ne prend pas un grand risque en disant qu’elle est très éloignée de celle des mammifères.

      La drosophile ne constitueraient-elle pas un meilleur modèle? Faciles à élever, faciles à manipuler, courte durée de vie et génétique analogue à celle de l’être humain. Quoique qu’un peu plus longue que celle ces nématodes, leur durée de vie demeure néanmoins fort raisonnable pour des recherches s’étendant sur plusieurs générations: de 30 à 50 jours en moyenne selon les souches et les conditions environnementales.

      «Measurement of Lifespan in Drosophila melanogaster»
      https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3582515/

      Cela dit, la nécessité d’une stricte standardisation des protocoles expérimentaux demeure essentielle, quelque soit l’espèce considérée. Il ne faut pas perdre de vue qu’on ne travaille pas sur un simple processus métabolique pris isolément mais avec toute la complexité d’organismes entiers vivant en communauté. Une recherche le moindrement sérieuses demande donc beaucoup de rigueur. Alors, tant qu’à se donner tout ce mal, aussi bien utiliser une espèce présentant le plus de similarités possible avec l’Humain…

      Il me semble que les nématodes sont des organismes assez simples pour des pluricellulaires. Si bien qu’a priori, les remplacer par d’autres choses ne faciliterait pas la vie des chercheurs.
      JFC

    • «Remarquez que la découverte de ces deux profils est, en elle-même, un progrès extrêmement intéressant qui fera peut-être beaucoup avancer ce champ de recherche.»

      Les grandes découvertes proviennent parfois de toutes petites choses en apparence insignifiantes. On n’a qu’à penser à la découverte accidentelle de la pénicilline par Fleming en 1928. Ce chercheur a eu l’excellent réflexe de réfléchir un peu avant de jeter ses cultures bactériennes contaminées par une moisissure (penicillium notatum). Il s’est dit qu’il y avait peut-être quelque chose d’intéressant à tirer du fait que la croissance des bactéries semblait inhibée au voisinage du champignon. C’était le début de l’histoire des antibiotiques.

    • «Les deux points se valent, en ce qui me concerne. Et à votre avis ?»

      L’un n’empêche pas l’autre. Des équipes peuvent travailler très rigoureusement avec des protocoles strictement identiques alors que d’autres peuvent se permettre un certain «flou artistique». En autant que les choses soient claires par la suite dans leurs publications scientifiques respectives, bien entendu.

      La première stratégie présente l’avantage d’éliminer un maximum de biais expérimentaux possibles (en laissant peu de place à l’inventivité) alors que la seconde se rapproche beaucoup plus des conditions physiologiques normales en milieu naturel (en produisant des résultats imprécis). Il n’en reste pas moins qu’après avoir identifié une molécules intéressante selon la seconde approche (l’équivalent d’aller à la pêche), il faudra ensuite emprunter la première (l’équivalent de l’assemblage d’un moteur) pour valider le tout.

    • Sans être spécifique au présent sujet sur la non-reproductibilité, l’article suivant relié au Journal Le Monde soutient que cela peut être une question de méthodes statistiques tout simplement.

      http://passeurdesciences.blog.lemonde.fr/2013/11/13/une-etude-ebranle-un-pan-de-la-methode-scientifique/

      Faire moins d’expériences et augmenter la taille des échantillons. Ou alors les faire pareil mais ne pas les publier ? Mais avec quel budget ?

      http://www.pnas.org/content/110/48/19313.abstract

    • - «…de trouver une molécule qui produit le même effet dans des conditions un peu différentes que de lui trouver des effets qui ne surviennent que dans des conditions absurdement étroites.»

      Tant que les résultats sont reproduisibles dans les deux cas, pas problème.

    • @ JFC 14h59
      «Il me semble que les nématodes sont des organismes assez simples pour des pluricellulaires. Si bien qu’a priori, les remplacer par d’autres choses ne faciliterait pas la vie des chercheurs.»

      Organismes probablement beaucoup trop simples pour constituer une analogie valable avec l’être humain, à mon humble avis. C’est comme comparer des brins d’herbe avec des oranges.

      * * *

      Peut-être que ceci pourrait vous faire changer d’avis:

      Extrait de «Measurement of Lifespan in Drosophila melanogaster»
      (J Vis Exp. 2013; (71): 50068.)
      https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3582515/

      «The vinegar fly, Drosophila melanogaster, is an attractive model organism for studying the mechanisms of aging due to its relatively short lifespan, convenient husbandry, and facile genetics.»

      Extrait de «Studying Aging in Drosophila»
      (Methods. 2014 Jun 15; 68(1): 129–133.)
      https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4066732/

      «Drosophila has emerged as an excellent genetic model to study this complexity of the aging process. In addition to the ability to efficiently identify and characterize single-gene mutations that extend lifespan,…»

      * * *

      Remarquez que je ne voulais pas vous piéger avec cette histoire. En fait, je ne me suis jamais renseigné sur la question auparavant mais il me semblait que ma réflexion tombait sous le sens. Et ça bien l’air ce soit effectivement le cas.

      Au fait, on «jouait» avec des drosophiles dans nos TP de génétique en première année de biologie à l’UdeM. Ces petites bêtes sont d’une facilité désarmante à élever et à manipuler. Mignonnes comme tout, grosses comme une tête d’épingle et aux caractéristiques physiques aisément identifiables. Pas surprenant qu’elles aient été le matériel de choix pour les travaux de T.H. Morgan il y a une bonne centaine d’années. Et ce qui était facile à faire autrefois l’est encore tout autant de nos jours…

    • Travail de moine ! Voilà le maître-mot ! J’admire énormément tous ces chercheur-e-s qui doivent faire preuve d’autant d’énergie et de minutie afin d’aboutir parfois…à un échec…et à recommencer! Passion, ferveur et surtout persévérance sont essentielles en recherche fondamentale. Pour moi, ce fut le MUR qui m’a “contraint” de passer, au cours de mon cheminement universitaire, des Sciences appliquées à la vulgarisation scientifique.

    • Mais ok, plutôt que l’expérience continuons à réfléchir sur cette substance , on veut démontrer quoi au juste au final ? Qu’elle pourrait aider aussi à prolonger la vie des humains ?

      Les vers sont simples ? Bien justement les scientifiques sont analytiques plutôt qu’holistes en général comme en économie les néo-classiques mais là c’est moins de la science pure. Ils essayent d’isoler une variable.

      Bon mais d’autres tests en laboratoire ont probablement déjà été fait sur la substance. Quelle est sa composition chimique ? Si elle peut rallonger la vie des vers , comment le fait-elle ? Les vers sont faits de quoi ? Organiquement. Les humains eux ? Un humain prenant cette substance quels effets théoriques cela aurait sur lui ? Chaque individu est différent mais avec un échantillon suffisant on restreint les biais.

      Tu as beau avoir un taux de réussite élevé, il ne sera pas de 100%. Donc même si c’est efficace, ce n’est pas garanti à 100%. Pour des effets plus faciles, le dentiste vous gèle la bouche avant de vous arracher une dent, vous sentez bien que vous êtes engourdi et que cela a fait effet. Alors la douleur sera très réduite. L’efficacité est prouvée juste être à l’écoute du patient.

      Bon restons plus sur le texte :

      http://www.nature.com/news/a-long-journey-to-reproducible-results-1.22478

      Ils ont beau être en laboratoire, la même expérience n’est jamais identique sauf que la même équipe obtient des résultats qui se confirment ? Il y a une légère différence supplémentaire.Deux gouttes d’eau semblent identiques mais elles sont uniques.

      Chaque nématode est unique aussi. Aussi semblables sont-ils , tes populations sont uniques aussi et l’environnement n’est pas le même.

      Va accompagner l’autre chercheur mais cela n’a pas tant d’importance c’est de prouver que ta substance rallonge la vie des vers et là tu es en labo, imaginez sur des humains qui ont tous des modes de vie différent, bien sûr le labo est là pour isoler l’effet mais ce qui est fait ailleurs que dans le labo peut venir réduire cet effet là. Ou même l’annuler ou rendre même dommageable ce qui est bon dans ta bulle isolée.

      ” Other discrepancies are probably based on small methodological differences in survival assays. For example, small fluctuations in temperature in incubators and lab benches are likely to be significant, as are differences in food quality. ”

      Oui , tout peut faire une différence mais si ta substance allonge vraiment la vie, ce serait même des vers en pleine nature que tu devrais observer mais là la taille de l’échantillon devrait être plus qu’énorme et essaye de le retrouver ton ver… C’est même pas le même peut-être.

      Pourquoi ne sont-ils pas capables d’obtenir les mêmes résultats ? Plutôt que d’interroger le cadre de l’expérience, interroge ta substance. Mais il faut les deux. Il fait un peu plus chaud, ta substance perd son effet. L’alimentation diffère un peu… La durée de vie change… Bien tu viens de prouver que l’environnement, les comportements et les conditions de vie, des individus sont plus importants qu’une substance ou un médicament que tu pourrais donner aux gens.

      Avec les humains ce n’est peut-être pas rallonger la vie de tous que tu veux mais rendre plus forts des personnes malades ? Une personne combattant le cancer, une autre avec le sida ? Tu leurs administres tel traitement et comportant ta substance et ils ont une espérance de vie allongée ?

      Quel est ton but final, que contient ta substance ? Quels effets réels , elle produit chez des nématodes, chez des souris et ensuite chez des humains ?

      Savoir comment la vie fonctionne ? Sors de ton laboratoire où tout est en apparence désinfecté et stérile. Non mais ils le savent. Si c’est parfaitement stérilisé, donc il n’y a plus de vie biologique ? Mais aussitôt que l’expérience commence là tu observes la vie mais dans un labo et avec des conditions strictes.

      ”On ne se baigne jamais deux fois dans la même eau. ” Deux piscines ne seront pas pareil mais tu peux mesurer le PH, et entre temps et temps c’est beau.

      Alors dis-moi le je vais te le dire pour ta substance sur les nématodes.

      Tâchez de ramasser votre pensée et de ne pas écrire de commentaires inutilement longs, s’il-vous-plaît.
      JFC

    • Avec ce texte dit essentiel l’impression qui se dégage pour moi c’est que les trois scientifiques ont le nez collé sur leur démarche, leur technique plutôt que sur le test de leur hypothèse. N’empêche que s’ils veulent démontrer l’efficacité de la substance ils devront savoir pourquoi ou encore les conditions précises et exactes à avoir pour qu’elle soit efficace.

      Pour moi avoir le nez collé ? Allons voir qui ils sont.

      http://gero.usc.edu/faculty/gordon-lithgow-phd/

      http://driscoll.dls.rutgers.edu/research.html

      https://ie2.uoregon.edu/people/phillips/

      Les avoir en entrevue pourrait être passionnant. C’est de voir le but des recherches avant tout mais sans nier leurs difficultés comme cette crise de la réplicabilité.

    • Il me semble que ce n’est pas tant la reproductibilité des résultats qui est en cause ici, mais le phénomène qu’on mesure. Ainsi la longévité résulte d’un grand nombre de facteurs. Tenter de mesurer l’influence d’un facteur isolé du reste revient à tenter de contrôler tous les autres, ou à tout le moins en mesurer comparativement l’influence. Méchant job de moines.

      Sous une apparente simplicité, se dissimule un tâche éminemment complexe, d’où le développement de protocoles extrêmement sophistiqués, de plus en plus difficiles à reproduire.

    • Cette étude n’est pas piquée des vers.

    • Très intéressant si on va voir notamment l’étude citée au point 9 de référence :

      https://www.nature.com/articles/ncomms14256?WT.feed_name=subjects_ageing

      https://www.nature.com/articles/ncomms14256/figures/4

      En accordant leurs flûtes, ils ont vraiment pu faire les expériences et démonstrations à moins qu’ils viennent se faire contredire par d’autres plus tard.

      Pour le point 10, c’est l’hyperdiversité chez les vers :

      http://www.pnas.org/content/110/27/11056

      La pensée résumée ? Il faudrait les relire et les écouter avec Geoff Marsh encore 10 fois et aller voir chacune des études citées et en détail. Lightgow a été frustré dans le passé mais là en accordant leurs flûtes ils démontrent que oui cela semble en moyenne pour certains composants allonger la vie des vers. Celles de certaines de nos cellules ?

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