Chez HG WELLNESS LABS®, la recherche scientifique fondamentale constitue le socle de notre approche biomédicale. Elle vise à comprendre, à l’échelle moléculaire, cellulaire, tissulaire et systémique, les mécanismes biologiques qui gouvernent l’homéostasie, l’adaptation physiologique et l’apparition des processus pathologiques.

Avant de pouvoir identifier un biomarqueur, développer une stratégie diagnostique ou envisager une intervention thérapeutique, il est nécessaire de comprendre les mécanismes qui contrôlent le fonctionnement normal de la cellule et les événements qui conduisent à sa dérégulation.

La recherche fondamentale ne se limite donc pas à observer une maladie. Elle cherche à en décomposer les mécanismes, à identifier les voies moléculaires impliquées, à caractériser les interactions entre cellules, métabolites, hormones, médiateurs immunitaires et microenvironnement tissulaire, puis à établir les relations causales susceptibles d’expliquer l’évolution d’un état physiologique vers un état pathologique.

Les pathologies humaines résultent rarement de l’altération d’un seul paramètre biologique. Elles émergent généralement de l’interaction dynamique entre le génome, l’épigénome, le transcriptome, le protéome, le métabolome, l’environnement cellulaire et les facteurs exogènes.

L’étude fondamentale de ces systèmes permet d’explorer plusieurs niveaux de régulation biologique :

La génomique étudie les variations de l’ADN susceptibles de modifier la fonction cellulaire, la susceptibilité aux maladies ou la réponse biologique à un environnement donné.

L’épigénétique analyse les mécanismes qui régulent l’expression des gènes sans modifier directement leur séquence, notamment la méthylation de l’ADN, les modifications des histones, l’organisation de la chromatine et l’action des ARN non codants.

La transcriptomique permet d’étudier l’ensemble des ARN exprimés par une cellule ou un tissu et d’identifier les programmes transcriptionnels activés ou inhibés au cours d’un processus physiologique ou pathologique.

La protéomique caractérise les protéines, leurs concentrations, leurs modifications post-traductionnelles et leurs interactions au sein des réseaux cellulaires.

La métabolomique étudie les petites molécules et métabolites résultant de l’activité biochimique des cellules et constitue une interface particulièrement informative entre génétique, environnement, nutrition, microbiome et phénotype clinique.

L’intégration de ces différentes dimensions permet progressivement de passer d’une vision fragmentée de la maladie à une compréhension systémique et mécanistique de la biologie humaine.

La cellule est gouvernée par des réseaux extrêmement complexes de communication intracellulaire et intercellulaire.

Récepteurs membranaires, facteurs de transcription, kinases, phosphatases, seconds messagers, cytokines, hormones, facteurs de croissance et métabolites participent à des cascades de signalisation contrôlant notamment :

Le métabolisme ne constitue pas uniquement un système de production d’énergie.

Les voies métaboliques participent directement à la signalisation cellulaire, à la régulation épigénétique, à la prolifération, à la différenciation et aux réponses immunitaires.

La recherche biomédicale moderne explore ainsi les interactions entre :

glycolyse, cycle de Krebs, phosphorylation oxydative, β-oxydation des acides gras, métabolisme des acides aminés, glutaminolyse, équilibre rédox, production d’espèces réactives de l’oxygène et fonction mitochondriale.

Les mitochondries occupent une position centrale dans cette architecture. Elles interviennent dans la production d’ATP, la signalisation calcique, le stress oxydatif, l’apoptose, l’immunité innée et le contrôle du métabolisme cellulaire.

Une altération de leur fonctionnement peut ainsi participer à la physiopathologie de nombreuses maladies métaboliques, cardiovasculaires, neurologiques, inflammatoires ou tumorales.

Les cellules humaines ne fonctionnent jamais de manière isolée.

Leur comportement dépend en permanence des signaux émis par les cellules voisines, de la matrice extracellulaire, des facteurs de croissance, de la vascularisation, de l’oxygénation et de la disponibilité des nutriments.

Fibroblastes, cellules endothéliales, cellules immunitaires et composants de la matrice extracellulaire participent ainsi à la régulation de l’architecture tissulaire, de l’inflammation, de la réparation, de la fibrose et, dans certains contextes, de la progression tumorale.

La compréhension de ces interactions représente aujourd’hui un axe majeur de la recherche en biologie des systèmes et physiopathologie moléculaire.

L’organisme humain constitue également un écosystème complexe en interaction permanente avec des communautés microbiennes présentes notamment au niveau intestinal, cutané, oral et génito-urinaire.

La recherche fondamentale étudie les interactions entre ces microbiomes et les grandes fonctions biologiques de l’hôte :

immunité, métabolisme, intégrité des barrières épithéliales, inflammation, métabolisme des xénobiotiques et production de molécules bioactives.

L’objectif scientifique consiste à distinguer précisément association, corrélation et causalité, condition indispensable avant d’attribuer à un microorganisme ou à une modification du microbiome un rôle physiopathologique.

Les hormones constituent des messagers biologiques capables de modifier profondément l’expression génique, le métabolisme, la reproduction, la croissance, l’immunité et la fonction de nombreux organes.

L’étude des axes endocriniens ne peut donc se limiter à la mesure d’une concentration hormonale isolée.

La recherche fondamentale s’intéresse également à la biosynthèse hormonale, aux récepteurs, à leur affinité, aux mécanismes de signalisation intracellulaire, aux protéines de transport, au métabolisme hormonal et aux mécanismes de rétrocontrôle.

Cette approche permet de mieux comprendre les relations entre endocrinologie, métabolisme, immunité, reproduction, vieillissement et développement de certaines pathologies chroniques.

La capacité d’une cellule à maintenir son intégrité dépend de nombreux mécanismes de surveillance.

Les systèmes de réparation de l’ADN, la réponse aux protéines mal conformées, l’autophagie, les systèmes antioxydants et les mécanismes de contrôle mitochondrial déterminent en partie sa capacité à résister aux agressions.

Lorsque ces systèmes sont dépassés ou dérégulés, différentes formes de mort cellulaire peuvent être activées, notamment l’apoptose, la nécroptose, la pyroptose ou la ferroptose.

Comprendre les déterminants moléculaires de ces mécanismes représente un enjeu majeur en oncologie, immunologie, neurologie et dans l’étude des maladies dégénératives.

La recherche fondamentale constitue également l’une des principales sources de découverte de nouveaux biomarqueurs.

Une modification détectée au niveau d’un ARN, d’une protéine, d’un métabolite ou d’une voie de signalisation peut révéler un mécanisme physiopathologique jusque-là insuffisamment caractérisé.

Cependant, la découverte d’une association biologique ne suffit pas à transformer immédiatement une molécule en biomarqueur clinique.

Elle nécessite ensuite différentes étapes de validation analytique, validation clinique, reproductibilité, détermination des performances diagnostiques et évaluation de son utilité médicale.

Cette distinction entre découverte fondamentale et validation clinique constitue un principe essentiel de notre approche scientifique.