February 2012Volume 2: Issue 3

Les cellules sont-ellesmaîtres de leur destin? 4

Des cerveaux touchéspar des métaphores 6

L’orteil caché des éléphants 8

Quand la science faitla guerre 10

A stem cell-based treatment against melanoma 5

Star Trek body scanners are closer to a reality 7

When flooding gets fishy 8

A biography of the Canadianwith a rare post-humous Nobel Prize 11

CATALYST - II

RÉDACTEUR-EN-CHEF EDITOR-IN-CHIEFFortunat Nadima Jacob Sommers

COLLABORATEURS/CONTRIBUTORSLéo BouvierKelsey HuusBrad McArthurFrançois RichetAleksandra ShalakhovaKatie Shapiro

SECRÉTAIRES DES RÉDACTION/COPY EDITORSAmélie Beaudoin Tanya PloudeKatie Woolner

REMERCIEMENT SPÉCIAUX/SPECIAL THANKSScience Students Association

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Artiste/Artist: Mariko Sumi, 2e année/2nd Year Physique-Math/Physics-Math

Bénevoles Récherchés Le Catalyst est toujours à la re-

cherche d’écrivains, d’éditeurs et de plus de gens encore afin de rendre la création du journal possible.

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CATALYST - III

Comment comprendre les notes en lettrePar Fortunat Nadima, Rédacteur-en-chef, 4e année BPS

Jamais, de toute ma vie, je n’ai visité autant Infoweb que durant les dernières semaines afin de me « renseigner sur mes notes sco-laires. » Il faut préciser que jamais au grand jamais je n’ai attendu mes résultats avec l’affreux pressentiment de l’échec. Me préparant mentalement à accueillir humblement un D dans mon illustre (bien qu’imparfait) relevé de notes, j’ai recherché à l’aide d’un dic-tionnaire la signification des résultats que je m’apprêtais à recev-oir. Voici, pour vous, les fruits de ma recherche désespérée :A+ : N’en déplaise à l’Académie française, la langue de Molière me semble étrangement dépourvue d’un nombre consistant d’adjectifs qualificatifs positifs commençant par la lettre « a », Mais qu’importe. L’A+ représente le niveau de perfection absolu, octroyé au travailleur acharné qui aura appris tant bien que mal l’entièreté des principes abscons et abracadabrant enseignés par son professeur.A : Résultat aberrant pour l’étudiant acariâtre qui rêvait d’un A+. Rater un A+ de si près, ça ne se pardonne pas. Résultat agréable pour celui qui visait bas.A- : La lettre « a » est parfois utilisée comme préfixe afin d’exprimer la négation (anormal, atypique, vous voyez le tableau). Pour cer-tains étudiants, le premier A- peut prendre l’air d’une consécra-tion : « Considérez-vous désormais acculé à la réussite de niveau A ! », dit le grand sage invisible. Hélas, la paresse ne pardonne pas dans ce monde ingrat, et l’augmentation d’une moyenne cumula-tive n’est que trop rarement irréversible.B+ : Vous avez reçu un « B » ? Bien ! Bravo ! Le « B+ » est comme cette quatrième position pourtant au sommet d’un classement qui ne mérite pas de médaille. C’est le résultat qui dit: « Tu vois, ça, Bruno ! T’es moins bébête que tu ne croyais ! Ton résultat n’est pas du tout banal ! »B : Ah, les veinards ! Vous lui avez échappé à ce maudit « C » ! Allez courir dans les bois ! Sentez-vous libres de bambocher toute la nuit. Vous êtes des bienheureux.C+ : Chapeau ! Ce résultat est crissement prometteur. Mais faut pas capoter non plus…C : Vous avez survécu au calvaire, restez calme. Aussi, prenez soin d’ignorer les mots « cancre », « con », « crétin », « cave » quand vous ouvrirez un dictionnaire. Vous ne les méritez pas. Attardez-vous plutôt sur le mot « célébration ». Ça ira mieux.D+ : À vous aussi je conseillerais d’ignorer des mots tels que « débile » ou « déclin ». Déçus ? C’est normal, vous avez étudié de façon trop décontractée. Difficile de sortir victorieux des décom-bres d’une session passée sur la lune. Vous vous avez été défoncés ! Levez-vous, marchez droit. Ça vaut pour les D aussi.E : Sans vouloir jouer les rabat-joie, je tiens à dire que ce n’est pas pour rien que le mot « échec » commence par un « e ». Jeunes brebis égarées, l’avez-vous fait exprès ? Mais ce « e » pourrait aussi être ce ridicule sentiment d’espoir qui vous a dissuadé d’abandonner le cours, ou l’étude que vous auriez due faire, l’économie d’effort fourni, etc. Vous avez excellé dans le non-apprentissage. Mainten-ant, réfléchissez. Faudra-t-il s’expatrier vers un autre programme ? Émigrer à une autre faculté ? À vous de décider.F : LOL, ça veut-tu dire « FAIL » ?P.S. : Si j’ai été méchant, je m’en excuse. C’était de l’autodérision.

The Naked Mole Rat: Long-Lived and Cancer-FreeBy Kelsey Huus, Contributor, 1st Year BIO

They are pale, wrinkled and completely hairless. Buck-toothed and beady-eyed, these four-inch-long mammals look like the helpless, squirming young of a furrier species. However, they are living proof that appearances can be deceiving: these fully-grown rodents have been doing very well for themselves.

Naked mole rats, or Heterocephalus glaber, live by the hundreds in stifling underground colonies. Similarly to bees, ants, and many other species of insects, they are lorded over by a single superior matriarch who produces all the young. They have poor vision and spend much of their lives in dark, oxygen-starved environments. As unlikely candidates as they may be, they have caused quite a stir within the scientific community because of their astound-ingly good health. The general, nonbreeding population of naked mole rats has a life expectancy of 4 years in the wild, consider-ably longer than that of similarly sized rodents. Meanwhile, those who breed (the queenly female and a handful of male consorts) can look forward to nearly 17 years of sheltered life. In captivity, where the deadly risks of the wild are removed, both workers and breeders may live into their 30s.

Metabolic rates and activity levels are maintained for the better part of this life, no heart disease has yet been observed, and the kidneys almost never seem to fail. The most significant factor in a naked mole rat’s superb health, however, is the complete lack of cancer. Despite the fact that cancer causes approximately 70% of the deaths of other lab rodents, naked mole rats are unresponsive even to potent carcinogens. This is possibly due to their unusual response to mutagens: while most animal cells experience DNA errors which can cause uncontrollable growth and tumour for-mation, the cells of a naked mole rat shut down their division entirely. This full stop, a kind of cellular crisis, prevents cancerous cell masses from forming.

Unfortunately, little is known about the why and how of this cel-lular response. If the naked mole rat’s resistance to tumours was fully understood, it could have serious implications for human cancer treatment. Furthermore, any other contributing factors to their longevity might help extend our own life span. For ex-ample, the naked mole rat’s telomeres may be lengthening their lives. Telomeres are repetitive sequences of DNA which cap the chromosomal tails and are thought to protect the genetic mate-rial from wear and tear. They are a good measure of the age of a cell, because they are shortened each time the cell divides. In the genome of the naked mole rat, the genes which control telomere maintenance are notably different than those of mice, possibly al-lowing for longer cell life.

In all probability, the long life of the naked mole rat is due to a complicated combination of factors, and any one of these could revolutionize medicinal research. Naked mole rats may seem like the ugliest little mammals alive, but if scientists can learn the se-crets of their long and cancer-free lives, it could be the key to our own longevity.

CATALYST - IV

Par François Richet, Collaborateur, 3e année BIM

IMMUNOLOGIE

Les cellules ont un certain contrôle sur leur propre destinée. C’est ce révèle une étude récemment publiée dans le magazine Science. Des chercheurs de la division d’immunologie du Walter and Elza Hall Institute en Australie sont arrivés à cette conclusion pour le moins surprenante en étudiant les lymphocytes B. En s’associant à des experts en mathématique et en technologie d’analyse d’image, l’équipe de chercheurs a recréé les conditions favorables au dével-oppement de cellules B en divers types de cellules, et ont filmé quelques 2500 cellules. L’interprétation qu’ils ont faite du com-portement des cellules propose que le destin des cellules était en grande partie déterminée par des processus internes.

S’entretenant avec le ScienceDaily, le professeur Hodgkin a déclaré que les cellules se comportaient comme si elles étaient des ma-chines gouvernant leur propre destin. « Chacune de ces machines internes, a-t-il ajouté, est comme une minuterie pour une division, une mort, la sécrétion d’anticorps, ou même le choix de sécréter des anticorps. » Bien que les cellules recevaient des signaux ex-ternes en continu, l’équipe de chercheurs a observé des variations significatives dans le déroulement des événements au sein d’une population de cellules. Ses collaborateurs et lui ont donc conclu que « les facteurs externes comme des hormones ou des messagers moléculaires ne disaient pas aux cellules quoi faire, mais altéraient plutôt la probabilité de ce que les cellules planifiaient déjà de faire.

Référence :Walter and Eliza Hall Institute (2012, January 5). Who’s the boss? Re-search shows cells influence their own destiny. ScienceDaily. Retrieved January 29, 2012, from http://www.sciencedaily.com /releases/2012/01/120105145708.htm

CHIMIE

Il aura fallu attendre 150 ans avant que les chimistes ne trouvent une explication à la capacité unique des batteries au plomb à fournir un courant de grande intensité. C’est une formée de cher-cheurs de la Oxford University, la University of Bath, ainsi que du Trinity College Dublin qui ont eu la primeur de cette découverte.

Dans un article récemment paru dans le journal Physical Review Letters, l’équipe de scientifiques menée par le professeur Russ Egdell du Département de chimie de l’université Oxford démontre que « l’intensité du courant fourni par la batterie au plomb inven-tée en 1859 est principalement due au fait que le dioxyde de plomb qui conserve l’énergie chimique dans l’anode de la batterie a une très forte conductivité électrique, permettant ainsi qu’un courant très intense soit produit sur demande. »

C’est grâce à une approche combinant de la chimie computation-nelle à de la diffractométrie de neutrons que les chercheurs ont réussi à démontrer que bien qu’étant intrinsèquement un isolateur, le dioxyde de plomb devient riche en électrons suite à sa transfor-mation en conducteur métallique causée la perte de l’oxygène du réseau cristallin.

Référence : University of Oxford (2011, December 20). Mystery of car battery’s cur-rent solved. ScienceDaily. Retrieved January 29, 2012, from http://www.sciencedai-ly.com /releases/2011/12/111220193312.htm

VIROLOGIE

Diverses cibles ont été employées jusqu’à présent dans la concep-tion de médicaments anti-sida efficaces. Mais une découverte d’une équipe de chercheurs britanniques et américains pourrait permettre le développement de drogues contrôlant l’entrée même du VIH dans le noyau d’une cellule.

Le professeur Greg Towers du University College London, ainsi qu’une équipe de scientifiques de la Uninersity of Pennsylvania School of Medicine et du Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, suggèrent, dans une étude publiée dans le journal PLoS Pathogens, avoir trouvé « la clé » qu’utilise le VIH pour pé-nétrer dans le noyau d’une cellule afin d’y déstabiliser le système immunitaire. C’est que jusqu’à récemment, bien que l’on savait que les composantes du système immunitaire qui sont infectées par le VIH, ainsi que la nécessité que le virus traverse le complexe du pore nucléaire pour pouvoir accéder à l’ADN, le mécanisme de ce passage restait inconnu. Le professeur Towers ainsi que ses collab-orateurs ont réussi à identifier une importante composante de ce mécanisme : une protéine de capside se lie, telle une clé, à Nup358, un protéine sur le complexe du pore nucléaire, afin de débloquer le passage et de donner, ainsi, au virus l’accès au génome.

Selon le Dr. Torsten Schaller, qui a aussi contribué à l’étude, malgré les progrès observés dans la création d’antirétroviraux, la capacité du virus du VIH de développer des résistances cause un besoin important d’alternatives thérapeutiques. Le virus, selon lui, aurait plus de mal à devenir résistant à des drogues visant des protéines dans le corps la personne infectée.

Référence :Wellcome Trust (2011, December 8). Changing the locks: HIV dis-covery could allow scientists to block virus’s entry into cell nucleus. Science-Daily. Retrieved January 29, 2012, from http://www.sciencedaily.com /releas-es/2011/12/111208173639.htm

CATALYST - V

By: Aleksandra Shalkhova, Contributor, 2nd Year BIM; andJacob Sommers, Editor-in-Chief, 4th Year BPS

STEM CELLS

A new potential therapeutic strategy for treatment of melanoma has been recently discovered in a new study done at the Univer-sity of California Cancer and Stem Centers. The study was done in mouse models, where the first proof-of-concept that genetic al-teration of hematopoietic stem cells via a viral vector can help fight melanoma was completed. The genetically modified blood stem cells were developed into melanoma-specific T cells, which either reduced or completely eradicated the cancer.

Melanoma is the deadliest form of skin cancer. If not recognized at an early stage, the cancer can spread to other organs, where it becomes difficult to use standard treatments such as surgery. The new method of using engineered T cells gives a diagnosed patient in a later stage of cancer development a higher chance of survival.

The study was conducted using nine mice with implanted tumors. First, melanoma antigen sensitive T cell receptors were imported into the human stem cell nucleus via a viral vehicle. This enabled the stem cells to become a permanent part of the cell’s DNA and develop into melanoma-killing T cells. These genetically engi-neered stem cells were then placed into human thymus tissue, a T-lymphocyte developing organ, which was then implanted into the mice. The presence of a melanoma antigen caused the stem cells in the thymus to generate a great number of melanoma-specific T cells that were able to further replicate themselves and fight the implanted tumor. The results were quite astonishing: in four mice, the melanoma was eliminated completely; while in the other five, the antigen expressing melanoma decreased in size.

A larger sample size is now required in order to achieve conclusive results on the treatment’s effectiveness and to study possible side effects. One possible advancement would be to genetically modify the peripheral T cells and the hematopoietic stem cells so that both could combat the melanoma. If future clinical trials are proven to be successful, researchers hope for this engineered immunity to be able to target other cancers as well, including breast and prostate cancers.

Source: http://www.sciencedaily.com/releases/2011/11/111128152418.htm

CHEMISTRY

Chemists at Harvard University and the University of California, San Diego have jumped into the realm of science fiction, creating an artificial cell membrane out of organic materials.

Neal Devaraj from UCSD set out to develop a self-assembling lipid membrane out of simplebuilding blocks. Whereas cells create lipid bilayers making full use of complicated and energy-intenstive pro-teins, which require fully functioning cell membranes to produce.

Devaraj’s team instead mimiced a process that is biochemically

catalysed by complicated enzymes with a simple copper catalyst. The researchers combined an easily synthesized phospholipid analogue with an azide (N3) substituted oleic acid derivative to produce a derivative of the common cellular phospholipid POPC through a simple cycloaddition mechanism.

When the copper catalyst is present, the starting materials sponta-neously combine into well defined cell-like structures with distinct a distinct organic-aqueous bilayer.

Devaraj explains that these findings are not only an example of progress to fully synthetic cells, but they help scientists understand the origins of life.

“We don’t understand this really fundamental step in our exis-tence, which is how non-living matter went to living matter,” ex-plains Devaraj. “That could teach us a lot - even the basic chemical, biological principles that are necessary for life.”

“There is no biological equivalent of this chemical reaction. This is how you could have a de novo formation of membranes.”

Source: Itay Budin, Neal K. Devaraj. Membrane Assembly Driven by a Biomimetic Coupling Reaction. Journal of the American Chemical Society, 2012; 134 (2): 751

MEDICINE

For a long time, researchers and health professionals have known that red wine has some potential health benefits. This is a result of a complex mixture of naturally occuring chemical compounds. The most notable of these is resveratrol, which has been somewhat associated with reduced rates of type II diabetes, heart disease and Alzheimer’s disease.

Unfortunately, resveratrol is highly unstable and very difficult to produce in large enough quantities for supplements or a drug. There is not enough of resveratrol naturally occuring in wine to conjure any significant health benefits, even if the subject were to drink copious amounts of alcohol.

A stumbling block in developing a synthetic analogue for resvera-trol is finding its cellular mechanism. Previous studies have sug-gested resveratrol activates a protein called sirtuin 1.

While sirtuin 1 is almost certainly activated as a result of resver-etrol incubation, Dr Jay Chung at the NIH’s National Heart, Lung and Blood Institute relseased findings that identifies PDE4 as the true target of resveretrol.

When activated, PDE4 triggers a cascade which does result in the activation of sirtuin 1. This finding suggests that alternate PDE4 inhibitors coul ahve similar health effects to resveretrol without the complications that arise from resveretrol’s reactions with other proteins.

Source: Sung-Jun Park et al. Resveratrol Ameliorates Aging-Related Metabolic Phe-notypes by Inhibiting cAMP Phosphodiesterases. Cell, 2012; 148 (3): 421

CATALYST - VI

Comment comprend-t-on les métaphores?Par Léo Bouvier, Collaborateur, 2e année, MAT

Diverses sortes de métaphores existent. Des belles et des moins belles. Des mémorables et des oubliables. Nous les utilisons, citons et écrivant. Et ce, allant des fausses et naïves telles que « l’amour, c’est comme la chimie, il faut deux corps pour avoir une réaction », écrite sans doute par une personne ignorant l’existence de réac-tions intramoléculaires ou de l’autosatisfaction, en général, à de celles de grands écrivains tels que Proust écrivant « Nous trouvons de tout dans notre mémoire. Elle est une espèce de pharmacie, de laboratoire de chimie, où se met au hasard la main tantôt sur une drogue calmante, tantôt sur un poison dangereux. » En classifiant les métaphores en terme de ce qu’elles évoquent, on pourrait class-er dans la catégorie des « métaphores décrivant les textures » ce passage de Baudelaire tiré des Fleurs du Mal :

« Il est des parfums frais comme des chairs d’enfants,Doux comme les hautbois, verts comme les prairies,- Et d’autres, corrompus, riches et triomphants »

Que vous l’ayez compris ou pas, votre cerveau a travaillé. Ou, plus exactement, les centres sensoriels de votre cerveau ont été activés. C’est-ce qu’une nouvelle étude récemment publiée électronique-ment dans le journal Brain & Language vient de démontrer : les métaphores décrivant les textures stimulent le cortex somatosen-soriel, région du cerveau importante en ce qui a trait le sens du toucher ou toute information provenant de la surface du corps. Cette conclusion s’ajoute aux nombreuses déjà émises quant à la manière dont le cerveau comprend les métaphores.

C’est que pendant des décennies, aucun consensus n’a été atteint par la communauté scientifique au sujet du traitement des méta-phores par le cerveau. Dans cette controverse de type « How do we really get them ? », deux camps se sont formés au fil des ans. D’une part, sous-estimant peut-être les capacités du cerveau humain, soutiennent que nous comprenons des expressions, telles que « j’ai eu une dure journée », uniquement parce que nous les avons entendu répéter plusieurs fois. Le cerveau associerait tout simple-

ment diverses définition du mot « dur » et conclurait qu’il peut ré-férer soit à quelque chose d’abrasif ou à quelque chose de mauvais ou de difficile. D’autres parts, certains chercheurs suggèrent que le cerveau aurait recours aux expériences sensorielles afin de se rappeler ce que c’est que la dureté et de comprendre la métaphore. Toutefois, de nombreuses études voulant évaluer l’influence d’une immense variété de métaphores sur l’activité sensorielle du cer-veau n’ont pas porté fruit.

L’approche du neurologiste américain Krish Sathian ainsi que ses collègues de la Emory University a consisté à tester des mé-taphores n’ayant trait qu’à un sens particulier, le toucher a fini par l’emporter. Avant de tester les métaphores, les chercheurs ont dé-terminé, grâce à des techniques d’imagerie par résonance magné-tique, les régions du cerveau utilisées pour ressentir et classifier les textures par un groupe de sept étudiants collégiaux. Ayant car-tographié les régions du cerveau pertinentes pour leur étude, ils ont scanné de nouveau les cerveaux des participants à l’étude alors que ces derniers écoutaient une série de métaphores décrivant des textures suivies de leur version littérale.

Bien qu’ils ne prouvent pas hors de tout doute l’hypothèse impli-quant le recours aux expériences sensorielles, les résultats obtenus par l’équipe du Dr. Sathian soutiennent cette possibilité. Au cours de l’expérience, les zones du cerveau responsables du traitements du langage étaient stimulées peu importe si des phrases littérales ou métaphoriques étaient entendues par les volontaires. Toutefois, les expressions métaphoriques activaient plus intensément une région du lobe pariétal responsable de la sensation des textures à travers le toucher – l’operculum pariétal – que leurs versions littérales. La compréhension des métaphores par nos cerveaux serait donc une question de perception. Des nouvelles expériences devront encore être menées afin de confirmer cette conclusion. Comme l’a si bien dit Delphine de Vigan, « le problème avec les hypothèses, c’est qu’elles se multiplient à la vitesse du son, si on se laisse aller. »

Source : Emory University (February 7, 2012) Metaphors make brains touchy feely. Retrieved February 8, 2012 from http://news.sciencemag.org/sciencenow/2012/02/metaphors-make-brains-touchy-fee.html?ref=hp

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CATALYST - VII

When Flooding Gets FishyBy Katie Shapiro, Contributor, 3rd Year EVS Over the next three years, the first hydroelectric plant completed by Hydro-Quebec in James Bay is slated to undergo a $64 mil-lion modernization and upgrade. The Robert-Bourassa generat-ing station, part of the James Bay Project at the La Grande River, is comprised of a reservoir of dams capable of producing as much electricity as fifteen nuclear power plants. The first phase of con-struction of the mega-dam began in the 1970s.

During this time, the native Cree population of Fort George in remote Northern Canada was relocated to the new community of Chisasibi. At the time, the potential environmental and sociologi-cal effects of the relocation on the native community were seem-ingly ignored. Despite the years that have passed since the inaugu-ration of the first dam in 1979, the effects of the reservoir continue to pose a potential threat to the current ecological and cultural landscape.

With the inception of the James Bay Project in the 1970s, very little data was collected on the conditions of the environment in the area. This was due to a lack of interest on the part of the develop-ers and a general mentality which fostered environmental remedi-ation over prevention. Without comprehensive base calculations, it has proven difficult to determine the accuracy of any subsequent impact assessments. One environmental consequence that seemed to surprise many involved in the project was the elevated concen-tration of mercury carried by fish in the newly-flooded reservoir.

Organic mercury (such as methyl mercury) is formed when mer-cury combines with carbon containing molecules. It is an envi-ronmental toxicant that can lead to severe health problems if a high enough concentration is ingested. Through microbial action, methyl mercury is integrated into algae and other aquatic plants, which are in turn eaten by invertebrates and bottom feeding fish. The methyl mercury then bioaccumulates as it moves up the food chain; all the way up to humans (similar to the well-known in-secticide DDT). In the case of the James Bay Project, the mercury leached from the flooded soil and plant material at the new hydro-electric dam site into the water of the reservoir, thus rendering a large supply of the fish inedible due to rising toxin levels.

Hydro-Quebec claimed that the mercury contamination of fish would persist for a maximum of ten to twenty years, but other stud-ies projected a more ominous picture in predicting the problem could endure up to three times longer. However, toxicologist Bill Roebuck from the Dartmouth Medical School argues that since mercury has always been present in the environment, it has also always been present in the fish of the James Bay region. The differ-ence now, Roebuck says, is a local increase of mercury concentra-tions from the formation of reservoirs in the La Grande River.

It is difficult to examine the environmental consequences of the dams in James Bay without also considering the socioeconomic effects on the Cree community. Native communities commonly

have strong historical and cultural ties with their land. The issue of mercury contamination of fish, for example, could be considered as a threat to biodiversity and the species richness of the sub-arctic ecosystem. However, once the effects on a human population are introduced, the issue becomes more complex.

Fish had long been a staple in the traditional Cree diet as freshwa-ter fish were abundant and fishing was common practice. Cultur-ally, fish were also an important object of trade. Now, many Cree have drastically altered their diets and traditional eating practices due to the mercury scare. Fish is no longer considered a custom-ary dish by younger generations.

This is but one environmental and social concern in a complicated situation that brings to head clashing views in science, economics, culture and politics. Since the James Bay Project was one of the world’s first mega-dams and the first of its kind in the sub-arctic climate, the long term effects of the reservoir could not be accu-rately predicted. At a time when upgrades are being planned for older dams, and th

ree more generating stations are under construction in the river, it is time to revisit the concerns surrounding the James Bay Project. Given the scientific advances made since the project’s inception, it would be foolish to blindly ignore the growing ecological and sociological issues related to the reservoir.

There may be plenty of fish in the sea, but there might not be many left in the La Grande River.

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CATALYST - VIII

Un sixième orteil pour les éléphants?Par François Richet, Collaborateur, 3e année,BIM

Ce n’est pas parce qu’on ne le voit pas, qu’il n’existe pas. Il semble que les éléphants aient un sixième orteil. C’est ce que suggère une étude menée par des chercheurs du Royal Veterinary College au Royaume-Uni. Selon l’article publié dans le 23 décembre dernier dans le magazine Science, l’excroissance détectée il y a plus de trois siècles et située derrière les pattes des éléphants est bel et bien un os long et permet aux éléphants, « à titre d’orteil », de garder l’équilibre.

À la tête de l’équipe de chercheurs, John Hutchinson, un biomé-canicien évolutionnaire et expert en locomotion des éléphants, a collectionné et conservé pendant quatre années des restants de pieds d’éléphants – âgés de 0 à 50 ans - ayant perdu la vie dans des zoos. Une analyse approfondie des tissus obtenus, par le bi-ais de techniques de tomodensitométrie (incluant le CT-scan) a permis d’observer un agrandissement – jusqu’à 15 centimètres en longueur et 6 centimètre en largeur - de l’excroissance cartilag-ineuse, devenant presque aussi dense qu’un os, au fur et à mesure que l’éléphant vieillit. Les données obtenues ont permis une anal-yse multidisciplinaire du sixième orteil des éléphants.

Il est connu depuis longtemps que l’orientation verticale des « vrais » orteils d’un éléphant fait en sorte que l’animal se déplace essentiellement sur la pointe des pieds. Les travaux de Hutchin-son et ses collègues suggèrent que le sixième orteil existe bel et bien et qu’il a pour rôle de soutenir le poids de l’animal en entrant en contact avec le sol.

Tandis qu’il semble de plus en plus évident que le « faux » orteil était absent chez les fossiles vieux de près de 50 millions d’années, la morphologie de leur patte ne laissant pas de place pour un six-ième orteil, en plus du fait que ces animaux passaient une grande partie de leur temps en milieu aquatique. Il semble toutefois que la morphologie des pattes de fossiles datant de 40 millions d’années – époque au cours de laquelle les éléphants deviennent de plus en plus grands et terrestres - aurait pu accommoder la présence d’un « faux » orteil.

Selon Hutchinson et ses collègues du Royal Veterinary College, le « faux » orteil supplémentaire, aurait évolué par un agrandisse-ment de l’os sésamoïde. Maintenant soutenue par des données techniques, cette hypothèse s’explique aussi du fait que le recrute-ment de l’os sésamoïde a facilité l’adaptation d’espèces animales de grandes tailles (comme les dinosaures) tandis que la création d’un « vrai » orteil aurait nécessité des modifications significatives du système « naturel », mais complexe de la formation du pied. Ces dernières années, rares sont les recherches en anatomie à avoir réussi, comme cette étude, à l’aide d’arguments perspicaces, à briser (ou confirmer des doutes sur) des soit disant dogmes sur l’évolution des animaux.

Source : Royal Veterinary College (December 22, 2011) Elephants have a sixth ‘toe’. Science Magazine. Retrieved February 6, 2012 from http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/12/elephants-have-a-sixth-toe.html?ref=hp

T-Rays and Hand-Held Star Trek Style Medical ScannersBy: Brad McArthur, Contributor, 4th Year BIM

How surreal would it be to have a medical scanning device similar to the “tricorder” scanner used in Star Trek? It seems as though scientists are well on their way to using a similar technology to build full-body scanners. Scientists have developed a new way to create Terahertz (THz) waves or T-rays in a continuous, stronger and more efficient manner.

Researchers from the Institute of Materials Research and Engi-neering, a research institute of the Agency of Science, Technol-ogy and Research in Singapore and Imperial College in London UK have made new T-rays that have a much stronger directional beam then ever made before that have the potential to do so at room temperature. These properties would allow the current T-ray systems to become smaller, portable, easily operable, and much more inexpensive. A new T-ray scanner could function much like the tricorder system in Star Trek. These machines would be portable computing and data communication devices capable of detecting biological phenomena throughout the body such as increased blood flow around tumours. Furthermore, it is thought that future scanners could allow fast, wireless data com-munication.

T-rays are waves far into the infrared portion of the electromag-netic spectrum and have wavelengths that are hundreds of times larger than the wavelengths of the visible light spectrum. These waves are currently in use by various devices such as airport se-curity scanners, various medical scanning devices and spectros-copy systems. However, current T-ray machines are very expen-sive and must operate at low output power since creating such waves requires much energy and needs to take place in a lower temperature.

In the new technique developed, researchers have demonstrated that it is possible to produce strong T-rays by shining light of dif-fering wavelengths on a pair of electrodes. The electrodes are two pointed strips of metal separated by a 100nm gap on top of a semiconductor wafer. This structure greatly enhances the THz field and acts like a nano-antenna to amplify the waves gener-ated. Essentially, the THz waves are produced by an interaction between the electromagnetic waves of the light and a powerful current passing between the electrodes. Arrays of the nano-an-tennas create much stronger THz fields that generate a power output 100X higher than the common power output of THz sources. The stronger T-ray source will give the T-ray imaging device more power and higher resolution.

The practical applications of this new T-ray source can have a promising outcome on health care. Such a technology can also potentially relieve patients from the inconvenience of complicat-ed diagnostic procedures and the stress for waiting for accurate results. This technology is a breakthrough in the generation of T-rays that could eventually lead to new diagnostic scanning de-vices with practical applications in many important fields.

CATALYST - X

L’art biologique de la guerrePar: Fortunat Nadima, Rédacteur-en-chef, 4e année BPS

Si vis pacem, para bellum ; qui aime la paix, prépare la guerre. En lisant les méthodes de recherche médicale, j’ai parfois envie de dire : qui aime la santé prépare la guerre. La guerre contre les cel-lules cancéreuses, contre les virus qui se multiplient en nous, con-tre des enzymes qui nous nuisent, contre des récepteurs ou des transporteurs qui offrent généreusement des services parfois fatals pour notre corps. La lutte contre la maladie est une des guerres les plus férocement disputées de notre temps. Loin des tanks, AK47 et avions de chasse, les biologistes, chimistes, biochimistes, méde-cins, et tant d’autres constituent les « Forces du labo », les « blouses blanches », comme je les appellerais.

Les blouses blanches se battent depuis des lustres contre des ennemis qui tentent de les ignorer et qui s’adaptent tant bien que mal. Au fil des générations, les scientifiques passent, les maladies reste. D’accord, soyons justes et disons que certaines maladies sont passées et que les écrits sont restés. C’est déjà ça. Mais voilà, les maladies, ultimes adversaires des blouses blanches, continuelle-ment soutenus par une horde de facteurs, demeurent et les soldats des Forces du labo continuent de mettre en place de nouvelles stra-tégies pour les combattre.

La lecture d’un article décrivant les récents travaux de l’équipe de recherche en nanotechnologie du Brigham and Women’s Hospi-tal, un hôpital affilié à l’Université Harvard, en collaboration avec des chercheurs du Massachussets Institute of Technology, sur les mécanismes de livraison de la chimiothérapie pour les cellules cancéreuses, m’a donné l’impression d’avoir à mes yeux un docu-ment de stratégie militaire. L’article en question, intitulé « Getting Cancer Cells to Swallow Poison », publié sur l’excellent site web ScienceDaily, présentait les conclusions d’un papier du Dr. Omid Farokhzad ainsi que ses collègues du Laboratoire de nanoméde-cine et de biomatériaux, publié électroniquement par le journal ACS Nano, sous un titre ô combien attrayant (« Engineering of Tar-geted Nanoparticles for Cancer Therapy Using Internalizing Aptam-ers Isolated by Cell-Uptake Selection »).

Les scientifiques impliqués ont créé un système de livraison de médicaments capable de distribuer une énorme quantité de mé-dicaments chimiothérapiques aux cellules cancéreuses de la pros-tate. L’efficacité de leur système vient du fait qu’ils ont développé une stratégie de sélection leur permettant de sélectionner des li-gands capables de cibler spécifiquement les cellules cancéreuses de la prostate. Les ligands ainsi sélectionnés sont ensuite attachés à des nanoparticules contenant la chimiothérapie. Avant de vous demander ce que tout cela peut bien avoir avec la guerre, attendez de lire ce qui suit.

Dans un souci de vulgarisation scientifique, la méthode employée par les chercheurs a été décrite comme suit : « Le processus impli-qué s’apparente au fait de construire et équiper une voiture avec les meilleures caractéristiques, d’y ajouter un passager (le médicament contre le cancer dans ce cas-ci), et de l’envoyer à sa destination (la

cellule cancéreuse dans ce cas-ci). »

Cette méthode n’a bien entendu rien de nouveau. Je la présente ici simplement afin d’illustrer les similarités que partagent la recher-che en pharmacologie (en général) avec le développement d’armes militaires. Ainsi, à mes yeux, les chercheurs étaient ce groupe ob-scur de hauts gradés de l’armée sélectionnant des modèles dernier cri de drones aériens en vue d’importantes attaques en territoires ennemis. La suite de l’article n’a pu qu’alimenter mon imagination fertile :

« Pour comprendre la stratégie de [Dr. Omid] Farokhzad, il est im-portant de comprendre le comportement des ligands. Tandis que la plupart des ligands ont la capacité de se lier à des cellules, la straté-gies de Farokhzad et ses collègues les ont permis de sélectionner des ligands spécifiques qui étaient non seulement capables de s’attacher à des cellules cancéreuses, mais possédaient aussi deux autres im-portantes caractéristiques : 1) ils étaient assez intelligents pour dis-tinguer les cellules cancéreuses des cellules non-cancéreuses et (2) il était conçus pour être avalés par les cellules cancéreuses. »

À ce que l’apprenti-journaliste en moi (cherchant avec acharne-ment le sujet de son éditorial) a compris, ou à voulu compren-dre, le développement de ligands s’apparente beaucoup à celui des aéronefs sans pilote humain à bord. Comme ces derniers, les li-gands ont des cibles spécifiques connues d’avance. Toutefois, et ici intervient la beauté de la guerre biologique, tandis qu’une bombe explose tout simplement au contact de sa cible, l’assemblage li-gand-médicament est tout bonnement accepté par les cellules can-céreuses (les scientifiques ont parfois l’avantage de lutter contre des adversaires presque aveugles). Imaginez des drones visant, de loin, des réserves d’armes et des « méchants » attendre à bras ou-vert les missiles canadiens… La vie serait si simple pour certains…

La publication scientifique, derrière les termes spécifiques, les ti-tres clairs pour certains, flous pour d’autres, présente de sujets ba-sés sur des principes universelles. Un biologiste, un mathématicien ou médecin-chercheur tentent certes de répondre à des questions largement différentes qu’un économiste, un général militaire ou monsieur et madame tout le monde, mais la logique de base est la même. J’ai dit : « de base ! » C’est sur cette logique universelle qu’il faut miser afin d’intéresser non seulement les étudiants en scienc-es, mais aussi les personnes impliquées dans d’autres domaines. La recherche scientifique aurait, selon moi, beaucoup à gagner en s’inspirant ouvertement et en se rendant accessibles aux autres secteurs influençant le fonctionnement de notre monde. Loin de vouloir glamouriser la science, la vulgarisation (et le journalisme scientifique, par extension), en permettant de démystifier les nou-velles scientifiques, offrent à une multitude de gens la possibilité de comprendre la science, et de réfléchir aux directions qu’elle doit prendre afin de résoudre des problèmes qui nous affectent tous. Les scientifiques mènent une guerre. Faute de soldats ou faute de temps, il faudra élargir les rangs des Forces du labo afin de mieux combattre l’ennemi.

CATALYST - XI

Ralph M. SteinmanBy Kelsey Huus, Contributor, 1st year BIO

It is a story touched with irony and poignancy: the story of a dedi-cated scientist, his death and his immortalizing award. Dr. Ralph M. Steinman passed away this past September at 68 years of age, having lived his scientific potential to the full.

Steinman was educated in Canada, at Montreal’s McGill Univer-sity. His research took him many places, however; it was while at Rockefeller University in Manhattan in the 1970s that he made his revolutionary discovery. Steinman observed and described spidery, many-armed cells which he dubbed “dendritic cells”, after the Greek word for tree. At this time in scientific history, the im-mune system was a patchwork puzzle, and dendritic cells turned out to be a missing piece. Before Steinman’s discovery, only two main types of cell had been identified in the body’s defence against disease; B cells, which identify the invaders, and T cells, which kil them. Thanks to Ralph Steinman, however, another important ele-ment of this system was discovered; dendritic cells act as the teach-ers, showing their comrades what to attack.

Although it took time before the scientific community accepted the existence of these bizarre-looking cells, dendritic cells soon became implicated in the growing field of immunotherapy, which attempts to treat diseases using components of the body’s own im-mune system. From the 1980s onwards, Steinman worked to apply his discovery to the treatment of a range of diseases, and of cancer in particular. He and his colleagues created vaccines of dendritic cells on a relatively simple premise.

If large numbers of a patient’s dendritic cells are forcibly exposed to material from his or her cancerous tumour, injecting the cells back into the patient through a vaccine will set an immune response into motion. The dendritic cells will teach the patient’s immune system to fight the cancerous cells in the same way they would tar-get any other foreign invader. This process often occurs naturally, but sometimes the tumours are not recognized as pathogenic and are left in peace. By training the dendritic cells to see them as a threat, the immune system’s army is better equipped to battle the disease. A prostate cancer vaccine developed on this premise ex-tended the lives of terminally ill patients by several months; while far from being the end-all cure, immunotherapy clearly has vast potential.

In 2007, nearly three decades into his cancer-fighting research, Steinman himself was diagnosed. The pains in his stomach were due to pancreatic cancer, and it was predicted he would die within the year. The news was devastating; however, this was not a man who was uneducated where cancer was concerned. Between bouts of chemotherapy and radiation, Steinman used himself to test a wide array of immunotherapy-based cancer vaccines, produced both by himself and by colleagues in the field.

Steinman was not going down without a fight; in fact, he conduct-ed his grand self-experiment with admirable thoroughness. He

methodically noted his reactions to the disease and to his various treatments, ceaselessly recording data of all types. Unfortunately, he simply did not have the time to take his treatments separately; at one point, in addition to more standard methods, he was under-going four different vaccination trials. Because of this, it was often impossible to tell which treatment was extending his life, which frustrated Steinman greatly. Something, however, was doing the trick; he lived another four and a half years, and continued pro-cessing his research data until the very end.

In the fall of 2011, Steinman fell ill with pneumonia. He died on September 30th, no longer able to resist the combined onslaught of cancer and respiratory disease. His family’s grief was still fresh when, just three days later, Steinman’s blackberry blinked with the arrival of a new e-mail. It was from Stockholm, Sweden; Dr. Steinman had been awarded the 2011 Nobel Prize in Physiology or Medicine. He was chosen “for his discovery of the dendritic cell and its role in adaptive immunity” (Nobelprize.org).

Frustratingly, Steinman would never know the extent to which his achievements had been recognized. Even more upsetting, how-ever, was the fact that the Nobel Prize cannot be awarded posthu-mously; the committee had to decide whether, under the unusual circumstances, Steinman could remain a recipient. They hurriedly conferred; later in the day, the announcement came that the award would stand. Ralph Steinman, PhD, was immortalized as a Nobel-prize-winning scientist, although he never had the joy of receiving it.

The Ralph Steinman Center for Cancer Vaccines is due to open in the early months of 2012, and the vaccines which he tested are even now undergoing development. Months after his death, Steinman’s discoveries are continuing to affect the medical world. He has left a legacy of immunotherapy which has the potential to vastly improve the rates of survival for cancer patients like himself; indeed, vaccinated dendritic cells may one day treat any number of diseases. As a doctor, a researcher and a Nobel Prize recipient, Dr. Ralph Steinman was undoubtedly intelligent; more importantly, he possessed the endless dedication that is so essential to innova-tion.

Volunteers wanted!The Catalyst is always looking for volunteers who wish to write, edit, draw or involve themselves in any other way.

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CATALYST - IX