RTFlash

RTFLASH Recherche & Technologie
NUMERO 1088
Lettre gratuite hebdomadaire d’informations scientifiques et technologiques
Créée par René Trégouët rapporteur de la Recherche et Président/fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
Edition du 29 Janvier 2021
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Egalement dans ce numéro
Avenir
Des nanoparticules pour cibler les cellules cancéreuses
Matière
Une téléportation quantique stable à longue distance
Quand lumière et atomes partagent une même vibration
Cellules solaires photovoltaïques : la barre des 30 % d'efficacité énergétique est franchie
Un matériau écologique qui remplace les mousses plastiques
Vers des centrales hybrides associant éolien et hydrogène
Un nouveau matériau pourrait remplacer le lithium utilisé dans les batteries
Espace
Selon la NASA, il y aurait au moins 300 millions de planètes habitables dans notre Voie lactée
Vivant
Un médicament produit en Espagne réduirait considérablement la charge virale de la Covid-19
Des chercheurs japonais convertissent des cellules souches en quasi-ovocytes
Prévoir le pouvoir de dissémination des métastases du foie
Cancer du sein : un test salivaire génétique pour connaître le risque à 5 ans
Cancer : Découverte d’un gène favorisant les métastases
Découverte d'une protéine qui restaure la force musculaire
Maladie d’Alzheimer : réguler le cuivre dans le cerveau…
Edito
Le transport autonome de marchandises, ce qui signifie sans aucune intervention humaine, va bouleverser nos sociétés



On le sait, le secteur des transports représente à lui seul environ un quart des émissions humaines de CO2 (34 gigatonnes en 2020, un chiffre en baisse de 7 % par rapport à 2019, à cause de la pandémie mondiale du coronavirus), et les transports routiers comptent, à eux seuls, pour 20 % de ces émissions, soit plus de 7 gigatonnes de CO2 en 2020. On estime que le transport routier a doublé sa consommation d’énergie depuis un demi-siècle et engloutit à présent chaque année deux milliards de tonnes de pétrole, soit environ 40 % de la production pétrolière mondiale (40 millions de barils par jour, sur les 100 millions produits chaque jour en 2019).

Il est vrai que le volume des marchandises transportées par route a doublé au cours des trente dernières années et atteint à présent le chiffre faramineux de 11 000 milliards de tonnes-kilomètres au niveau mondial, dont 2 300 milliards pour l’Europe et 368 milliards pour la France. En 2020, plus de 100 millions de véhicules utilitaires sillonnaient les routes mondiales et 10 millions de camions parcourent en permanence les routes européennes pour alimenter en marchandises notre continent. Le fret routier devrait encore doubler d’ici les 20 prochaines années, avec un développement encore plus considérable attendu en Asie, dopé à la fois par l’essor économique de cette région du monde et la réalisation d’ici 2030, dans le cadre du projet des « Nouvelles Routes de la Soie, d’un vaste réseau autoroutier (déjà 140 000 km en Chine) reliant la Chine à l’Europe, via l’Asie centrale.

Mais cet essor irrésistible des transports routiers va rencontrer trois obstacles majeurs qu’il va devoir surmonter pour assurer son avenir durable. Le premier est lié au coût exponentiel des nouvelles infrastructures routières, qui s’inscrivent dans des régions de plus en plus urbanisées et doivent de surcroît intégrer la protection de l’environnement. Le deuxième est lié aux effets néfastes sur la santé humaine très largement sous-estimés, pendant des décennies, de la pollution spécifique provoquée par les camions et utilitaires.

Selon les dernières études de l’OMS, la pollution atmosphérique, et notamment celle liée aux redoutables particules fines, tue chaque année 7 millions de personnes dans le monde, ce qui représente 12 % des décès sur la planète en 2019. Et l’Europe n’est pas épargnée par cette hécatombe diffuse et silencieuse : un récent rapport de l’AEE (Agence européenne de l’environnement) nous révèle (Voir EEA) que cette pollution atmosphérique, largement provoquée par le développement des transports routiers, tue 630 000 personnes par an en Europe, soit 13 % des décès annuels. Enfin, le dernier obstacle auquel va se heurter cet essor des transports routiers est celui de la réduction drastique des émissions des émissions de CO2 liés aux transports terrestres, dans le cadre de la lutte mondiale contre le réchauffement climatique.

Heureusement, les principaux constructeurs européens de camions (dont Daimler, Scania, Man, Volvo, Daf, Iveco et Ford) se sont engagés, il y a quelques semaines, à exclure les véhicules polluants de leurs ventes d’ici à 2040. Ils vont investir 100 milliards d’euros sur 20 ans pour développer les camions à hydrogène et les batteries de nouvelle génération, ce qui pourrait permettre de réduire de moitié les émissions de CO2 liées au fret routier d’ici 2040.

Mais agir sur le seul levier de la propulsion et des carburants ne suffira pas à résoudre cette équation difficile : comment continuer à développer les transports terrestres, tout en réduisant drastiquement la pollution et les émissions de CO2 de ce secteur, et en améliorant la productivité et la qualité des services finaux rendus aux clients et consommateurs ?

Pour réussir cette quadrature du cercle, une autre révolution est en marche, celle des camions autonomes et des réseaux de transports intelligents. Il y a un an, un camion entièrement autonome est parvenu à traverser les Etats-Unis d’Ouest en Est, sur plus de 4500 km pour relier Tulare (Californie) à Quakertown (Pennsylvanie) et livrer sa cargaison, composée de 18 tonnes de beurre. Selon la société Plus.AI, il s’agit de "la première expérimentation américaine de niveau 4 à transporter une remorque réfrigérée entièrement chargée de marchandises périssables". Cet exploit, réalisé en conditions réelles de circulation, a pu être accompli grâce à l’utilisation d’un nouvel algorithme d’apprentissage profond ainsi que de technologies de localisation et de cartographie simultanées (SLAM). Fort de ce succès, la société envisage de commercialiser ses camions autonomes d’ici à 2023, après avoir obtenu toutes les autorisations et homologations réglementaires nécessaires de la part des autorités fédérales et étatiques.

Au-delà de la prouesse technologique, la transition vers les transports terrestres autonomes répond à une nécessité de réduction des coûts globaux de l’acheminement par route des marchandises, coût économique, mais également coût humain. On estime en effet que les transports routiers entraînent la mort d’au moins 100 000 personnes par an dans le monde et dans 9 % des accidents graves impliquant des poids lourds, c’est l’erreur humaine qui est en cause… Par ailleurs le coût économique des embouteillages routiers a explosé au cours des vingt dernières années et dépasse à présent les 120 milliards d’euros par an pour l’Europe (dont six milliards par an pour la France). On retrouve des chiffres similaires outre-Atlantique, où les transports routiers, très développés dans cet immense pays, font plus de 4 000 morts et 10 000 blessés chaque année. Quant à la congestion routière, son coût pour les entreprises américaines est estimé à 70 milliards de dollars par an.

En Europe, Einride, une entreprise suédoise, a été la première, en avril dernier, à faire circuler un camion autonome sur une route ouverte à la circulation. A partir d’un poste de commande, l'opérateur peut suivre à distance sur écran géant les déplacements des camions à guider ; il voit à l'écran une trajectoire virtuelle idéale qui s'affiche au sol et peut effectuer notamment les manœuvres délicates d'approche au moment du chargement et du déchargement.

Grâce à ce nouveau système de transport, il est possible, à terme, selon Einride, de multiplier par quatre la productivité, tout en réduisant le coût horaire du transport de 30 %, ce qui permet d’amortir en seulement quelques années le coût élevé que représente l’acquisition des nouveaux matériels et logiciels nécessaires à cette transition logistique. Pour l’instant, les camions Einride restent semi-autonomes, ce qui signifie qu'un être humain est toujours présent au poste de conduite. Ils sont destinés à accomplir des trajets répétitifs sur des distances relativement courtes entre deux points. Séduit par la fiabilité et la souplesse de ce concept, Coca-Cola European Partners a décidé d’adopter cette solution logistique pour son circuit de transport sur un site situé à Jordbro, près de Stockholm.

En octobre dernier, l'allemand Daimler Trucks a, pour sa part, signé un partenariat mondial avec Waymo, spécialiste américain de la conduite autonome. L'accord prévoit d’aller plus rapidement vers le camion autonome, en combinant la technologie de conduite de niveau 4 (très automatisée) de Waymo, avec une nouvelle version du camion Freightliner Cascadia de Daimler Trucks. Il s’agit également d'améliorer de façon décisive la sécurité routière et l'efficacité du transport pour les flottes de véhicules. Ce futur camion autonome de Daimler, équipé du système Waymo Driver, sera commercialisé auprès des clients américains d’ici 2025.

Daimler vient également de se rapprocher de Luminar, pionnier du développement du Lidar, une technologie optique indispensable à la généralisation des véhicules automatisés sur la route. Le capteur Lidar émet des impulsions de lumière infrarouge, puis mesure le temps de retour de ces faisceaux, lorsqu’ils reviennent après avoir été réfléchis sur des objets situés à proximité. Ce type de capteur est capable de calculer précisément la distance par rapport à chaque objet, en calculant les durées d’émission de l’impulsion laser et de l’impulsion de retour. En multipliant le nombre de capteurs de ce type et en les associant à une puissance de traitement informatique suffisante, il est à présent possible de dresser en temps réel une cartographie 3D précise de l’environnement, intégrant la position, la forme et la vitesse relative des différents objets évoluant dans le « champ de vision » du véhicule.

Un nouveau pas a été franchi il y a quelques semaines, lorsque le géant américain du commerce, Walmart, et la startup Gatik ont annoncé qu’ils allaient commencer leurs premiers tests de livraison avec un véhicule autonome sans chauffeur de sécurité. Les deux entreprises coopèrent déjà depuis 18 mois dans la ville de Bentonville, située dans l’État de l’Arkansas. Des camions de livraison munis de capteurs et d’un logiciel de conduite autonome y parcourent une route de 3 km entre un entrepôt de stockage des produits et un supermarché Walmart de taille moyenne. Pour limiter la complexité de gestion informatique du système de conduite et de guidage, Gatik a fait le choix de faire voyager ses véhicules de livraison sur des routes spécifiques afin que le logiciel de guidage soit moins lourd. « C’est une approche que nous appelons l’autonomie structurée, et qui présente l’avantage d’être plus sûre, parce qu’elle nous permet de limiter le défi de l’autonomie, en optimisant fortement nos itinéraires de livraison », souligne Gautam Narang, le PDG de Gatik.

Ce système de navigation se concentre, non sur la livraison directe au consommateur, mais sur les livraisons au sein d'une chaîne logistique, qui représentent un coût élevé pour les entreprises. Walmart et Gatik estiment que l’automatisation des livraisons peut réduire de moitié les coûts logistiques. Dans cette nouvelle phase du projet de transport autonome, les camions de Gatik vont devoir parcourir un trajet de 30 km, entre un magasin Walmart et un lieu de livraison où les clients pourront venir chercher leurs commandes. Si Walmart croit en cette solution, c’est qu’il constate que 90 % des Américains habitent à moins de 10 miles d’un Walmart. D’où l’idée de créer des points de collecte avec un véhicule autonome effectuant des livraisons en boucle.

Si les Etats-Unis sont en pointe dans le développement du camion autonome, c’est parce que, dans cet immense pays, le transport de marchandises s’effectue essentiellement par la route. La start-up TuSimple, spécialiste des technologies de conduite autonome appliquées aux camions transportant des marchandises, a d’ailleurs présenté l’été dernier le premier réseau de fret autonome au monde.

Ce projet, baptisé AFN (Réseau Autonome de Fret), est un réseau cartographié de routes et de sites d’expédition sur le territoire américain. Il a été conçu pour les opérations de fret par camions autonomes. Son déploiement, prévu à l’horizon 2024, s’effectuera avec le soutien d’UPS, du transporteur Xpress, du logisticien Penske Truck Leasing et du géant de la distribution McLane Inc.

Cet AFN est composé de quatre éléments : les camions autonomes, les itinéraires cartographiés numériques, les terminaux de fret et un système central qui permettra aux clients de surveiller les opérations et les expéditions en temps réel. Ce réseau vise non seulement à augmenter la capacité de transport optimisé, mais également à améliorer la plate-forme technologique alimentée par l’intelligence artificielle. « Notre objectif final est de mettre en place un réseau de transport à l'échelle nationale, composé d'itinéraires cartographiés reliant des centaines de terminaux, afin de permettre des opérations de fret autonomes long-courriers efficaces et peu coûteux », indique Cheng Lu, le dirigeant de TuSimple. « En lançant l'AFN avec nos partenaires stratégiques, nous serons en mesure d'étendre les voies dédiées aux véhicules autonomes pour fournir aux utilisateurs un accès à la technologie, n'importe où et 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 ».

En France, des expérimentations de livraisons urbaines par robots ont démarré à Montpellier et devraient être généralisées d'ici 2025. Au Japon, Panasonic a débuté en décembre dernier un service de livraison par robot autonome dans la ville de Fujisawa, à l’est du Japon. L’entreprise réalise ce test en coopération avec la municipalité afin de faire circuler ses robots via un réseau public. Pour des raisons de sécurité, un opérateur surveille en permanence à distance les robots, et peut reprendre le contrôle des véhicules en cas de besoin. L’objectif de ce système est double : faire face à la pénurie de personnel dédié à la livraison dans le secteur alimentaire et permettre une livraison à domicile sécurisée, dans le contexte de pandémie de Covid.

Selon une récente étude du Cabinet Mc Kinsey, l’arrivée des camions et robots autonomes de transports va bouleverser le secteur de la logistique d’ici dix ans et devrait permettre à terme une réduction des coûts d’exploitation jusqu’à 45 %. L’étude estime par ailleurs que l’arrivé des camions et utilitaires autonomes va accélérer l’intégration des constructeurs de poids lourds dans le transport et son organisation.

En optimisant la gestion du fret routier, jusqu’au client ou consommateur final, les camions et robots autonomes de transports vont enfin profondément transformer les circuits de production et de distribution des biens et produits et accélérer l’avènement de la distribution en temps réel et sur mesure. On peut en effet prévoir que, d’ici une dizaine d’années, il deviendra possible, au moins dans les pays développés, pour une entreprise, comme pour un particulier, de commander à n’importe quelle heure, n’importe quel produit, et de se le faire livrer n’importe où par transport automatisé, dans une chaîne logistique qui intégrera en amont le ferroutage, puis les camions autonomes, les robots de livraison, les drones et la production additive à distance par imprimante 3D.

Cette rupture techno-économique majeure vers un système de transport routier numérisé et intelligent, intégrant complètement, via l’internet des objets, les fonctions de production, de distribution, de service, et de consommation va changer la nature même de nos économies et de nos sociétés et va également bouleverser nos modèles d’organisation urbaine et d’aménagement de l’espace et du territoire. C’est pourquoi nous devons dès à présent nous préparer à cette mutation et l’anticiper, pour qu’elle soit à la fois génératrice de richesses collective et d’une meilleure qualité de vie pour chacun d’entre nous.

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

e-mail : tregouet@gmail.com


Avenir
Nanotechnologies et Robotique
Des nanoparticules pour cibler les cellules cancéreuses
Jeudi, 28/01/2021 - 17:30

Des chercheurs de l'Université Louis et Maximilien de Munich ont développé un nouveau type de nanoparticule qui tue efficacement et sélectivement les cellules cancéreuses, ouvrant ainsi de nouvelles options thérapeutiques pour le traitement des tumeurs.

L'utilisation du phosphate et du citrate de calcium fait l'objet de recherches depuis quelques années maintenant, car ces éléments conduisent à la mort cellulaire lorsqu'ils sont délivrés directement dans les cellules, alors que leur présence dans la circulation a peu ou pas d'effet toxique. Le problème consiste à trouver des moyens de surmonter les mécanismes qui contrôlent l'absorption de ces composés dans les cellules, et de s'assurer que les composés agissent sélectivement sur les cellules que l'on souhaite éliminer.

Contrairement aux médicaments de chimiothérapie qui s'attaquent aussi aux cellules saines de l'organisme, ces composés entraînent la mort des cellules tumorales lorsqu’ils sont directement administrés dans les cellules, mais présentent le grand avantage de ne pas avoir d’effet toxique majeur sur l’organisme.

Ces chercheurs ont réussi à mettre au point une nouvelle classe de nanoparticules amorphes capables de franchir les barrières d’absorption des cellules tumorales pour les éliminer de manière ciblée. Le phosphate et le citrate de calcium sont des composés impliqués dans la régulation de nombreuses voies de signalisation cellulaire. Aussi, les niveaux de ces substances présentes dans le cytoplasme (contenu de la cellule, qui entoure le noyau) sont étroitement contrôlés, afin d'éviter toute perturbation de ces voies.

ces nanoparticules amorphes et poreuses, composées de phosphate et de citrate de calcium, sont encapsulées dans une couche lipidique. Selon le Docteur Constantin von Schirnding, cette encapsulation "garantit que ces particules sont facilement absorbées par les cellules sans déclencher de contre-mesures". Une fois à l'intérieur de la cellule, la couche lipidique se décompose, et de grandes quantités de calcium et de citrate sont déposées dans le cytoplasme.

Des expériences sur des cellules en culture ont révélé que les nanoparticules tuent les cellules cancéreuses, mais laissent les cellules saines indemnes, même si celles-ci absorbent également les particules. Selon les chercheurs, "plus la tumeur est agressive, plus l'effet meurtrier est important".

"La toxicité hautement sélective des particules nous a permis de traiter avec succès deux types différents de tumeurs pleurales très agressives chez la souris. Avec seulement deux doses, administrées localement, nous avons pu réduire la taille des tumeurs de 40 et 70 %, respectivement", détaille le Docteur Hann Engelke, co-autrice des travaux. Ces résultats suggèrent donc que les nouvelles nanoparticules ont un grand potentiel pour le développement de nouveaux traitements pour d'autres types de cancer, concluent les auteurs de l’étude.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

LMU

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Matière
Matière et Energie
Une téléportation quantique stable à longue distance
Jeudi, 28/01/2021 - 06:20

Dirigée par le Caltech, une collaboration entre le Fermilab, AT&T, l’Université Harvard, le Jet Propulsion Laboratory de la NASA et l’Université de Calgary, rapporte avoir mené avec succès une téléportation de qubits, l’unité de base de l’information quantique, sur 22 kilomètres de fibre dans deux bancs d’essai : le Caltech Quantum Network et le réseau quantique de Fermilab.

Bien que la collaboration savait qu’elle avait « obtenu des résultats significatifs » au printemps 2020, indique la physicienne Maria Spiropulu, ils se sont abstenus de partager les nouvelles, même de manière informelle sur les réseaux sociaux, jusqu’à la publication de l’étude complète récemment. « Nous voulions repousser les limites de ce type de recherche et prendre des mesures importantes pour réaliser à la fois des applications réelles pour les communications et les réseaux quantiques et tester des idées de physique fondamentale. Donc, quand nous l’avons finalement fait, l’équipe était ravie, très fière d’avoir atteint ces résultats de haute qualité. Et nous sommes très heureux de pouvoir passer à la phase suivante, en utilisant le savoir-faire et les technologies de ce travail vers le déploiement de réseaux quantiques », déclare Panagiotis Spentzouris, responsable du programme des sciences quantiques au Fermilab.

Les chercheurs affirment que leur expérience utilise un équipement « prêt à l’emploi » compatible à la fois avec l’infrastructure de télécommunications existante et les technologies quantiques émergentes. Les résultats « fournissent une base réaliste pour un Internet quantique haute-fidélité avec des dispositifs pratiques », selon l’étude.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Sci Tech Daily

Quand lumière et atomes partagent une même vibration
Jeudi, 28/01/2021 - 06:10

Des scientifiques de l’EPFL, du MIT et du CEA Saclay démontrent un état de vibration qui existe simultanément à deux moments différents. Ils apportent la preuve de cette superposition quantique en mesurant l’intrication quantique entre des faisceaux lumineux qui interagissent avec la vibration.

Une caractéristique particulièrement contre-intuitive de la mécanique quantique est qu’un seul événement peut exister dans un état de superposition – se produisant à la fois ici et là, ou à la fois aujourd’hui et demain. Ces superpositions sont difficiles à créer car elles sont détruites si quelque information sur le lieu où le moment de l’événement fuite dans l’environnement – et même si personne n’enregistre réellement cette information.

Mais lorsque des états de superpositions se produisent vraiment, ils conduisent à des observations qui sont très différentes de celles de la physique classique, ce qui peut parfois remettre en question notre perception de l’espace et du temps.

Des scientifiques de l’EPFL, du MIT et du CEA Saclay, publiant dans Science Advances, démontrent un état de vibration qui existe simultanément à deux moments différents, et apportent la preuve de cette superposition quantique en mesurant la forme la plus forte de corrélations quantiques entre des faisceaux lumineux qui interagissent avec la vibration.

Les chercheurs ont utilisé une impulsion laser très courte pour déclencher un motif de vibration spécifique à l’intérieur d’un cristal de diamant. Chaque paire d’atomes voisins oscillait comme deux masses reliées par un ressort, et cette oscillation était synchrone sur toute la zone éclairée. Pour conserver l’énergie pendant ce processus, une lumière d’une autre couleur est spontanément émise, déplacée vers le rouge du spectre.

Toutefois, cette description classique de l’expérience est incompatible avec les résultats obtenus. Au lieu de cela, la lumière et la vibration doivent être décrites comme des particules, appelés quanta : l’énergie lumineuse est quantifiée en photons discrets tandis que l’énergie vibratoire est quantifiée en phonons discrets (nommés d’après le grec ancien « photo = lumière » et « phono = son »).

Le processus décrit ci-dessus doit donc être considéré comme la fission d’un photon du laser en une paire de photon et de phonon – semblable à la fission nucléaire d’un atome en deux morceaux plus petits.

Mais ce n’est pas le seul défaut de la physique classique. En mécanique quantique, les particules peuvent exister dans un état de superposition, comme le célèbre chat de Schrödinger à la fois mort et vivant. Encore plus contre-intuitif : deux particules peuvent devenir intriquées (ou enchevêtrées), perdant leur individualité. La seule information qui peut être recueillie à leur sujet concerne leurs corrélations communes.

Parce que les deux particules sont décrites par un état commun (la fonction d’onde), ces corrélations sont plus fortes que ce qui est possible en physique classique. Cela peut être démontré en réalisant des mesures adaptées sur les deux particules. Si les résultats enfreignent une limite classique, on peut être certain qu’elles étaient intriquées.

Dans la nouvelle étude, des chercheurs de l’EPFL ont réussi à intriquer le photon et le phonon (à savoir, la lumière et la vibration) produits lors de la fission d’un photon laser entrant dans le cristal. Pour ce faire, les scientifiques ont élaboré une expérience dans laquelle la paire photon-phonon pouvait être créée à deux instants différents. Classiquement, cela entraînerait une situation dans laquelle la paire est créée à un instant t1 avec une probabilité de 50 %, ou à un instant t2 ultérieur avec une probabilité de 50 %.

Mais c’est là que les chercheurs ont recours à une astuce pour générer un état intriqué. Par un arrangement précis de l’expérience, ils ont veillé à supprimer toute trace dans l’univers de l’instant de création de la paire lumière-vibration (t1 et t2). Autrement dit, ils ont effacé les informations sur t1 et t2. La mécanique quantique prédit alors que la paire phonon-photon devient intriquée, et existe dans une superposition de temps t1ett2. Cette prédiction a été magnifiquement confirmée par les mesures, qui ont produit des résultats incompatibles avec la théorie probabiliste classique.

En montrant une intrication quantique entre la lumière et la vibration dans un cristal qu’on pourrait tenir entre ses doigts pendant l’expérience, la nouvelle étude fait le lien entre notre expérience quotidienne et le monde fascinant de la mécanique quantique.

« Les technologies quantiques sont annoncées comme la prochaine révolution technologique en matière d’informatique, de communication et de détection », déclare Christophe Galland, responsable du Laboratoire de nano-optique quantique à l’EPFL et l’un des principaux auteurs de l’étude. « Elles sont actuellement développées par les meilleures universités et de grandes entreprises dans le monde entier, mais le défi est de taille.

Ces technologies reposent sur des effets quantiques très fragiles survivant uniquement à des températures extrêmement froides ou sous vide poussé. Notre étude démontre que même un matériau commun à des conditions ambiantes peut maintenir les propriétés quantiques délicates requises pour les technologies quantiques. Il y a un prix à payer cependant : les corrélations quantiques maintenues par des vibrations atomiques dans le cristal sont perdues après seulement 4 picosecondes — soit 0,000 000 000 004 seconde ! Cette courte échelle de temps est aussi une opportunité pour développer des technologies quantiques ultrarapides.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EPFL

Cellules solaires photovoltaïques : la barre des 30 % d'efficacité énergétique est franchie
Mercredi, 27/01/2021 - 06:40

Des chercheurs du laboratoire allemand Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), Steve Albrecht et Bernd Stannowksi, ont mis au point une nouvelle cellule solaire hybride qui atteint l'efficacité-record de 29,15 %, le double du rendement moyen d'une cellule photovoltaïque actuelle. Pour constater ce résultat, les scientifiques ont placé les films minces transparents de pérovskite au-dessus des cellules à bande interdite inférieure comme le silicium, donnant un système photovoltaïque hybride.

L’empilement de ces deux solaires a ainsi permis la conversion d’une plus grande quantité d’énergie solaire en électricité. Il y a un demi-siècle, les physiciens William Shockley et Hans-Joachim Queisser ont découvert la limite Shockley-Queisser, qui est le plafond d’efficacité qu’une seule couche de cellules solaires peut atteindre : en l'occurrence 30 % pour les cellules au silicium et 35 % pour les cellules hybrides.

Mais ces scientifiques du laboratoire HZB affirment que les nouvelles cellules hybrides au pérovskyte permettent de dépasser ces limites théoriques. Leur but est à présent de mettre sur le marché d'ici 5 ans ce nouveau type de cellule hybride.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

ZME science

Un matériau écologique qui remplace les mousses plastiques
Mercredi, 27/01/2021 - 06:30

Les mousses plastiques ou plastiques alvéolaires, comme le polystyrène par exemple, sont aussi pratiques que polluantes : elles permettent notamment de transporter de nombreux produits en toute sécurité, mais sont fabriquées à partir de pétrole, et ne sont ni recyclables ni biodégradables. L’entreprise française Embelium a conçu un matériau alternatif, écologique, 100 % végétal et compostable.

Fondée par Rémi Laurant, la société Embelium a conçu un matériau innovant et écologique à partir de fibres végétales comme le chanvre ou la rafle de maïs, liées par le mycélium, qu’on pourrait qualifier de racine servant à transporter la nourriture vers les champignons.

L’entreprise est implantée dans le sud-ouest de la France et les végétaux utilisés sont cultivés localement. La fabrication a également lieu sur place : elle consiste à placer les fibres végétales et le mycélium dans des moules, conçus selon les demandes des clients. Le mélange se lie pendant une période dite de culture qui dure 4 à 6 jours, puis les pièces sont ensuite sorties des moules et déshydratées.

La fabrication de ce matériau innovant nécessite très peu d’énergie. La phase de déshydratation, qui est la plus gourmande sur ce plan, est réalisée avec des énergies renouvelables. Embelium ne contient aucun produit chimique et le matériau est 100 % compostable en moins de 12 jours. C’est aussi un excellent isolant, ininflammable, qui résiste très bien aux chocs, et permet de transporter des objets fragiles sans aucun risque. Embelium, qui est 100 % végétal, compostable et local, coche toutes les cases d’un emballage véritablement écologique.

Le fondateur d’Embelium, Rémi Laurant, ingénieur de formation, a travaillé pendant 16 ans dans l’industrie des polymères, des traitements de surface et des adhésifs techniques destinés aux secteurs de l’aéronautique et de l’automobile, ainsi qu’aux produits pour le grand public.

En 2016, il quitte son poste dans l’industrie des matériaux et se reconvertit dans l’apiculture. Lorsqu’il s’intéresse à l’isolation des ruches, qui est indispensable pour protéger les essaims d’abeilles des grands froids en hiver et des fortes chaleurs en été, il constate que les matériaux utilisés sont le plus souvent des plastiques alvéolaires issus de la pétrochimie. Il se penche alors sur la conception d’une alternative écologique : le matériau Embelium voit le jour après 18 mois de recherches et d’expérimentations.

Aujourd’hui, l’entreprise propose des solutions pour l’isolation des ruches, pour le transport et le calage des objets (bouteilles de vin, flacons de parfum, pots en verre).

Rémi Laurant travaille également à de nouvelles applications, comme la conception de pots de fleurs étanches contenant des graines, de boîtes isothermes ou encore d’isolants dans le secteur de l’écoconstruction et de la logistique.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Alternativi

Vers des centrales hybrides associant éolien et hydrogène
Lundi, 25/01/2021 - 21:21

La firme anglaise Shearwater Energy Ltd développe un projet d’énergie hybride éolienne-SMR (Small Modular Reactor) et de production d’hydrogène dans le nord du Pays de Galles. Le projet fournirait 3 GWe d’énergie sans carbone et devrait également produire plus de 3000 tonnes  d’hydrogène vert par an pour le secteur des transports au Royaume-Uni, assurant ainsi une utilisation complète de l’énergie produite.

Shearwater a également soumis une proposition générale au gouvernement britannique et aux gouvernements du Pays de Galles, de l’Irlande du Nord et de l’Écosse, qui sont tous susceptibles de tirer des avantages économiques considérables du projet proposé.

Shearwater a choisi la technologie de pointe SMR américaine mise au point par NuScale Power. Shearwater a signé un protocole d’entente (PE) avec NuScale Power afin d’approfondir la collaboration pour faire avancer le projet proposé. Dans le cadre de ce protocole d’accord, Shearwater et NuScale étudieront les possibilités de production combinée, en utilisant la technologie des petits réacteurs modulaires (SMR), d’énergie éolienne marine et d'hydrogène sur des sites au Royaume-Uni.

Comme le souligne Simon Forster, directeur général de Shearwater, « Lorsqu’elle sera pleinement développée, une centrale SMR-éolienne à Wylfa fournira 3 GW d’électricité fiable et sans émission de carbone, pour une fraction du coût d’une centrale nucléaire classique, l’excédent de production d’énergie étant destiné à la production d’hydrogène pour soutenir la transition du secteur des transports vers des carburants à faible émission de carbone ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

FCW

Un nouveau matériau pourrait remplacer le lithium utilisé dans les batteries
Lundi, 25/01/2021 - 13:17

Des scientifiques japonais de l'Université des Sciences de Tokyo proposent une alternative aux batteries lithium-ion. L'extraction de ce métal rare, très présent dans nos appareils électroniques, représente en effet un grave problème pour l'environnement.

L'extraction de ces métaux, qui entraîne une consommation importante d'eau et génère des niveaux de pollution aquatique et terrestre importants, coûte cher d'un point de vue humain, sanitaire et environnemental. Or, sa demande toujours croissante risque d'entraîner des problèmes d'approvisionnement au niveau mondial dans un futur proche.

Pour prévenir cette pénurie, ces scientifiques japonais ont exploré l'alternative des batteries sodium-ion. Ces derniers ont élaboré une méthode économe en énergie pour augmenter l'efficacité de ce type de piles. Cette innovation repose sur une synthèse de carbone dur, matériau très poreux qui sert d'électrode négative aux piles rechargeables, grâce à l'utilisation de l'oxyde de magnésium (MgO). Concrètement, l'idée est de recourir à un matériau plus abondant que le lithium.

« Notre étude prouve qu'il est possible de réaliser des batteries sodium-ion à haute énergie, renversant ainsi la croyance courante selon laquelle les batteries lithium-ion stockent une quantité énergétique plus élevée. Le carbone dur à très haute capacité que nous avons développé a ouvert une porte vers la conception de nouveaux matériaux de stockage du sodium », développe le Professeur Komaba, co-auteur de la recherche.

A terme, ces recherches montrent que les batteries sodium-ion pourraient bien se substituer au couple lithium-ion pour alimenter nos appareils électroniques. Cette alternative est en tout cas étudiée par plusieurs scientifiques à travers le monde. Notamment par une équipe de chercheurs américains de l'Université de l'État de Washington (WSU) et du Pacific Northwest National Laboratory, qui ont récemment présenté une batterie sodium-ion aussi efficace qu'une batterie lithium-ion. 

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

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Espace et Cosmologie
Selon la NASA, il y aurait au moins 300 millions de planètes habitables dans notre Voie lactée
Lundi, 25/01/2021 - 13:22

« Combien de planètes pourraient abriter de la vie dans notre Galaxie ? ». A cette passionnante question, la NASA apporte de nouvelles réponses, en s'appuyant sur les résultats de recherches menées par plusieurs de ses astronomes qui ont travaillé avec le satellite Kepler, lequel fut actif entre 2009 et 2018.

Pour cette enquête, l'équipe a exploité ses dernières observations sur une portion du ciel étoilé pas plus grande que votre main au bout de votre bras tendu, et croisé ces informations avec celles obtenues par Gaia. Ce dernier satellite l'a notamment aidée à trier les étoiles selon des critères de flux d'énergie comparables à ceux du Soleil sur le plan de la température (plus ou moins 800°C) et de l'âge.

Rappelons que notre Soleil est une étoile de type naine jaune dont la température en surface est de quelque 5.500°C (5. 778 K). Âgé de 4,6 milliards d'années, il est plus ou moins à la moitié de son existence. Une longue espérance de vie qui peut laisser du temps à des formes de vie de se développer et, surtout, de se maintenir.

Les étoiles de type naine rouge (plus petites, moins chaudes et brillantes que le Soleil), quant à elles et bien que très nombreuses dans la Galaxie, n'ont pas retenu l'attention des chercheurs en raison de leur très mauvaise réputation. En effet, les études démontrant que leurs colères répétées rendent leur environnement très inhospitalier. Une étude menée avec le télescope spatial Chandra sur l'une de nos voisines, l'étoile de Barnard, révèle que celle-ci tempête environ un quart de son temps. Cela souligne une fois de plus qu'une très grande majorité des exoplanètes qui gravitent dans leurs zones habitables -- la plus proche de toutes est Proxima Centauri b, à 40 000 milliards de kilomètres seulement --, la région où il ne fait ni trop chaud ni trop froid, sont probablement stériles.

C'est donc pourquoi les chercheurs ont préféré une autre approche que celle consistant à rechercher toutes les planètes évoluant dans les zones habitables de leur soleil. Ainsi, en ne se concentrant que sur des équivalents du Soleil, l'équipe a-t-elle estimé que pas moins de la moitié d'entre eux dans la Voie lactée sont susceptibles d'avoir une planète rocheuse où de l'eau pourrait demeurer liquide en surface sur de longues durées. Une condition sine qua non qui ouvre la porte à la possibilité que de la vie puisse y émerger (telle que nous la connaissons). Sous réserve, bien entendu, qu'un milieu stable et tempéré y existe et que soient présents les ingrédients de la « recette ».

En restant prudent, leur nombre s'élèverait donc, selon eux, à 300 millions à travers toute la Galaxie, soit, en moyenne une planète habitable pour 780 étoiles (sachant qu'il y aurait 234 milliards d'étoiles dans notre Voie lactée). Les scientifiques ajoutent que les plus proches d'entre eux seraient quelque part à 20 ou 30 années-lumière de nous seulement.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science alert

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Vivant
Santé, Médecine et Sciences du Vivant
Un médicament produit en Espagne réduirait considérablement la charge virale de la Covid-19
Jeudi, 28/01/2021 - 06:00

Selon une équipe de recherche associant des chercheurs de PharmaMar (Espagne),  de l’école de médecine Mount Sinai Icahn (New York), de l'Institut des biosciences quantitatives de l'Université de Californie à San Francisco, et de l'Institut Pasteur de Paris, un médicament anticancéreux, le plitidepsine, serait en mesure de diminuer drastiquement la charge virale du Covid-19 chez les malades.

« Les premiers résultats positifs de l'essai clinique PharmaMar suggèrent que la plitidepsine devrait être sérieusement envisagée pour étendre les essais cliniques pour le traitement de la covid-19 », concluent les chercheurs. Testé sur des animaux, ce médicament, utilisé comme antitumoral, a montré un profil d'efficacité antivirale et de toxicité très prometteur, bien au-delà des résultats des autres antiviraux déjà utilisés dans le traitement de la Covid-19.

L'essai a démontré une réduction de la reproduction virale et une diminution de 99 % de la charge virale dans les poumons des animaux traités par la plitidepsine. La publication conclut que la plitidepsine agit en bloquant la protéine eEF1A, qui est présente dans les cellules humaines, et qui est utilisée par le SARS-CoV-2 pour reproduire et infecter d'autres cellules.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Pharmamar

Science

Des chercheurs japonais convertissent des cellules souches en quasi-ovocytes
Mercredi, 27/01/2021 - 06:20

Une équipe de chercheurs japonais de la faculté des sciences médicales de l’Université de Kyushu, dirigée par Katsuhiko Hayashi, a converti des cellules souches de souris en « cellules de type ovocyte qui mûrissent et peuvent même être fécondées comme des ovules », en activant « seulement » huit gènes responsables de la production de « protéines de contrôle ».

En collaboration avec des chercheurs de RIKEN, l’équipe dirigée par Katsuhiko Hayashi a découvert que « les cellules souches embryonnaires de souris et les cellules souches pluripotentes induites (iPS) se transforment invariablement en cellules de type ovocyte lorsqu’elles sont forcées de produire l’ensemble des huit facteurs de transcription, quatre facteurs seulement étant suffisants dans certains cas, mais avec une reproductibilité plus faible ».

Et « lorsqu’elles sont cultivées en présence d’autres cellules que l’on trouve habituellement autour des ovocytes, les cellules ressemblant à des ovocytes développent des structures similaires à celles des ovules matures, mais avec une structure chromosomique anormale ». Elles ne subissent pas de méiose pour séparer la totalité des chromosomes en deux comme elles le devraient, et ne sont donc pas fonctionnelles.

Malgré cela, « les cellules matures ressemblant à des ovocytes ont pu être fécondées in vitro et ont montré un développement précoce, certaines ayant même atteint le stade de huit cellules », indiquent les scientifiques.

Il se peut toutefois que « les noyaux modifiés des cellules ovocytaires puissent ne pas être utilisables à long terme ».

Les chercheurs visent donc « les applications nécessitant principalement le cytoplasme ovocytaire, comme les études de biologie reproductive et les traitements tels que la « thérapie de remplacement des mitochondries ». Nobuhiko Hamazaki, co-auteur de l’étude à l’Université de Kyushu, évoque également le clonage d’animaux menacés. Pour Katsuhiko Hayashi, bien que les processus puissent s’avérer beaucoup plus complexes pour les êtres humains, cette méthode pourrait fournir un nouvel outil pour produire de grandes quantités de cytoplasme ovocytaire « sans aucune procédure invasive ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Genethique

Prévoir le pouvoir de dissémination des métastases du foie
Mercredi, 27/01/2021 - 06:10

Une équipe de l’ULB (Institut Jules Bordet et Erasme), associée à l’Université d’Anvers et à la KULeuven, vient de faire une publication prometteuse. Elle pourrait permettre à terme de ne plus opérer inutilement une proportion de patientes qui présentent des métastases localisées dans le foie.

Ce développement de métastases hépatiques représente une cause majeure de mortalité chez les patientes atteintes de cancer du sein. Une opération pour ôter ces lésions peut permettre dans 20 % des cas d’améliorer la survie, et parfois même, de guérir. Mais chez une majorité de patientes opérées de ces métastases du foie, par contre, la maladie récidive, malgré l’opération.

Si l’on pouvait prédire dans quel cas cela peut valoir la peine d’opérer, et dans quel autre cela serait inutile, ce serait un grand progrès. Et c’est là que l’étude de l’équipe de recherche pilotée par le professeur Vincent Donckier est motivante. Actuellement, il n’existe pas de facteurs permettant de prédire ces évolutions différentes après la chirurgie.

Dans son étude, l’équipe a observé la structure microscopique de ces métastases, et a découvert que les métastases hépatiques du cancer du sein peuvent se développer selon 2 types différents : parfois, les métastases sont entourées par une capsule fibreuse, et parfois les cellules cancéreuses infiltrent directement le foie. Les résultats de la chirurgie sont très significativement meilleurs chez les patientes opérées pour des métastases du premier type, permettant des survies à long terme, alors que toutes les patientes opérées pour des métastases de type infiltrant ont récidivé dans les 20 mois après l’opération.

Cette première observation ouvre de nouvelles perspectives, pour mieux sélectionner les patientes candidates à un traitement chirurgical, mieux comprendre les différents modes de progression du cancer du sein et, potentiellement, développer de nouvelles approches thérapeutiques.

Pour l’instant, cette distinction entre deux modes de progression ne se fait qu’a posteriori, de façon microscopique, mais grâce aux progrès de la résonance magnétique nucléaire, associés à ceux des algorithmes et de l’intelligence artificielle, on pourrait, à terme, faire ce diagnostic de façon prédictive.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

rtbf

Cancer du sein : un test salivaire génétique pour connaître le risque à 5 ans
Mercredi, 27/01/2021 - 06:00

En 2018, 58 459 cancers du sein ont été détectés, en France, et 12 146 femmes sont décédées. Dans 50,3 % des cas, les femmes ont été dépistées dans le cadre du programme de dépistage organisé. Plus le cancer est décelé rapidement, plus les chances de survie sont grandes. Actuellement, près de la moitié des cancers du sein diagnostiqués le sont à un stade avancé. À noter que la mortalité est plus forte dans les départements du Nord et du Pas-de-Calais.

Dans le domaine du dépistage, la polyclinique Santa Maria a investi dans le « Mammorisk », un test salivaire génétique qui est capable de déceler le risque de cancer du sein dans les cinq ans qui suivent. « Cela fonctionne avec un test salivaire génétique, un peu comme le test du Covid-19 mais avec un prélèvement dans la bouche. Il est envoyé à l’Institut Curie à Paris et permet de détecter une centaine de variations de l’ADN qui, statistiquement, indiquent le risque de cancer du sein », explique le docteur Bruno Borens, radiologue et sénologue, fondateur de l’Institut de sein à 20 Minutes.

Ce test donne un score, qui est ensuite combiné aux résultats d’un questionnaire de données cliniques (âge, antécédents familiaux…) et d’une mammographie classique. « Le Mammorisk va permettre d’avoir un calcul du risque de cancer du sein à cinq ans. En fonction du résultat, on détermine avec la patiente la fréquence idéale du dépistage », précise encore le médecin.

Le test prédictif MammoRisk, développé en collaboration avec Gustave Roussy à Paris, et le Breast Cancer Screening Consortium aux États-Unis, s’adresse aux femmes dès l’âge de 40 ans, mais il a un coût : 350 euros, non remboursés par la Sécurité sociale.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

La VDN

Cancer : Découverte d’un gène favorisant les métastases
Lundi, 25/01/2021 - 21:23

Des chercheurs de l’Université libre de Bruxelles (ULB) identifient pour la première fois les fonctions de FAT1, l’un des gènes les plus fréquents mutés dans le cancer. Ils ont découvert que les mutations de FAT1 favorisaient les caractéristiques invasives, les métastases et la résistance à certains traitements anticancéreux couramment employés et ont mis au jour une nouvelle stratégie thérapie pour les cancers mutés au niveau de FAT1.

Les métastases, qui consistent en la dissémination des cellules tumorales dans les organes distants, constituent la principale cause de mortalité chez les patients atteints d’un cancer. Pour former des métastases, les cellules doivent quitter la tumeur primaire, circuler dans le sang, coloniser des organes distants et former des métastases distantes.

Il a été suggéré que la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT), un processus par lequel les cellules de l’épiderme se détachent de leurs cellules voisines et acquièrent des propriétés migratoires des cellules mésenchymateuses, était importante pour initier la cascade métastatique permettant aux cellules cancéreuses de quitter la tumeur primaire. Cependant, les mutations génétiques qui favorisent l’EMT ne sont pas connues.

FAT1 figure parmi les gènes les plus fréquemment mutés dans un grand nombre de cancers. Les mutations de FAT1 engendrent une perte de fonction de ce gène suggérant que FAT1 agit comme un gène suppresseur de tumeur qui empêche le développement du cancer. Cependant, et malgré la haute fréquence des mutations de FAT1, son rôle dans le cancer est mal compris.

Dans une étude publiée dans Nature, des chercheurs menés par le Professeur Cédric Blanpain, MD/PhD, investigateur WELBIO, Directeur du Laboratoire des cellules souches et du cancer et Professeur à l’Université libre de Bruxelles, ont démontré pour la première fois que la perte de FAT1 favorisait l’EMT, les caractéristiques invasives et les métastases dans le carcinome spinocellulaire - le deuxième cancer le plus fréquent chez les humains -, le cancer du poumon – le cancer le plus meurtrier – et les tumeurs de la tête et du cou.

Ievgenia Pastushenko et ses collègues ont utilisé des modèles génétiques des cancers de la peau et du poumon, ainsi que des tumeurs humaines du cancer de la peau, du poumon, de la tête et du cou, pour étudier le rôle de FAT1 dans le cancer. Les auteurs ont découvert que la perte de fonction de FAT1 favorisait un état EMT hybride, caractérisé par la co-expression des gènes épithéliaux et mésenchymateux dans les cellules tumorales. Les auteurs ont démontré que cet état EMT hybride survenant après la perte de fonction de FAT1 favorisait les métastases et était associé à de mauvais résultats cliniques chez les patients atteints de cancers du poumon. « Nous avons montré que des mutations dans un seul gène, FAT1, favorisent un état hybride de l’EMT qui conduit à des métastases et est associé à un mauvais pronostic chez les patients cancéreux » commente Ievgenia Pastushenko, la première auteure de cette étude.

Cette étude permet de comprendre pourquoi les cancers mutés pour FAT1 sont très résistants à plusieurs médicaments, y compris des inhibiteurs de l'EGFR, qui sont fréquemment utilisés pour traiter les patients atteints de cancers du poumon. Ces recherches montrent également que les cancers mutés pour FAT1 sont particulièrement sensibles à d'autres médicaments, parmi lesquels l’inhibiteur Src, qui sont actuellement utilisés pour traiter les patients atteints de cancer du sang.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

ULB

Découverte d'une protéine qui restaure la force musculaire
Lundi, 25/01/2021 - 13:19

Les chercheurs de la Stanford University School of Medicine ont découvert que le blocage d’une seule protéine, appelée 15-PGDH, permet de restaurer la masse et la force des muscles chez la souris âgée. A contrario, la surexpression de cette protéine appliquée à de jeunes souris provoquait l’atrophie et l’affaiblissement de leurs muscles. Ces chercheurs ont peut-être mis le doigt sur un traitement potentiel de la sarcopénie.

La sarcopénie désigne la perte musculaire progressive observée chez les individus à partir de 50 ans ; elle se solde par une perte fonctionnelle et une altération de la qualité de vie. À terme, elle peut conduire à une diminution supérieure à 30 % de la masse musculaire initiale. Cette maladie — ainsi qualifiée par l’Organisation mondiale de la santé en 2016 — affecte toutes les personnes âgées, y compris celles considérées en bonne santé et pratiquant une activité sportive. Elle touche actuellement environ un Européen sur cinq de plus de 55 ans (et pourrait concerner 30 millions de personnes d’ici 2045).

Cette pathologie a de lourdes conséquences socio-économiques, car les personnes qui en souffrent sont exposées à un risque plus élevé de chutes et de perte d’autonomie. Un mode de vie sédentaire et une mauvaise alimentation constituent des facteurs de risque majeurs. À ce jour, il n’existe aucun traitement pharmacologique pour éviter ou limiter le phénomène. Seuls des exercices réguliers de musculation et d’endurance permettent de contrer ces effets du vieillissement.

La sarcopénie (ou dystrophie musculaire liée à l’âge) est due à des changements au niveau de la structure et de la fonction musculaires : les fibres musculaires rétrécissent et le nombre de mitochondries (les micro-usines énergétiques des cellules musculaires) diminue.

Il se trouve que la protéine 15-PGDH, une enzyme de dégradation de la prostaglandine E2 (PGE2), n’avait jamais été impliquée dans le vieillissement auparavant. Mais les chercheurs ont constaté qu’elle se trouvait à un niveau particulièrement élevé dans les muscles squelettiques des individus âgés. Leurs expériences menées sur les souris ont mis en évidence le rôle spécifique de cette protéine dans le processus de vieillissement musculaire, ce qui ouvre la voie à un traitement médicamenteux potentiel.

Helen Blau, professeure de microbiologie et d’immunologie et auteure principale de l’étude, qualifie les résultats de « spectaculaires ». En effet, après seulement un mois de traitement, les souris âgées apparaissaient environ 15 % à 20 % plus fortes et leurs fibres musculaires étaient similaires à celles observées habituellement dans les jeunes muscles. « Considérant que les humains perdent environ 10 % de leur force musculaire par décennie après environ 50 ans, c’est assez remarquable », souligne la spécialiste.

Blau et ses collègues s’intéressent depuis longtemps à la compréhension de la fonction musculaire après une blessure musculaire et à des maladies comme la dystrophie musculaire de Duchenne. Lors d’études antérieures, ils avaient d’ores et déjà découvert que la PGE2 — un acide gras qui intervient notamment dans les phénomènes immunitaires et inflammatoires — peut activer les cellules souches musculaires qui interviennent pour réparer les fibres musculaires endommagées. Ainsi, ils se sont intéressés à son mode d’action au cours du processus de vieillissement : il s’avère que la PGE2 agit également sur les fibres musculaires matures.

Or, les niveaux de PGE2 sont régulés par la protéine 15-PGDH, qui la décompose. Une analyse par spectrométrie de masse a révélé que les niveaux de 15-PGDH étaient élevés dans les muscles des souris âgées et que les niveaux de PGE2 étaient plutôt faibles, comparativement aux jeunes souris. Même constat en examinant des tissus musculaires humains : les personnes âgées de 70 à 80 ans exprimaient des niveaux de 15-PGDH plus élevés que ceux des personnes dans la vingtaine.

Bien que le rôle bénéfique de la PGE2 dans la régénération des muscles ait été identifié, sa courte demi-vie (soit le temps mis par la PGE2 pour perdre la moitié de son efficacité physiologique) rendait difficile l’élaboration d’un traitement. C’est pourquoi les chercheurs ont décidé d’agir directement sur la protéine responsable de sa régulation : lorsqu’ils ont inhibé la 15-PGDH, ils ont ainsi observé une élévation systémique des taux de PGE2, conduisant à une amélioration musculaire de tout l’organisme chez les souris âgées.

La molécule capable de bloquer la 15-PGDH a été administrée à des souris jeunes et âgées, chaque jour, pendant un mois. Les niveaux de PGE2 chez les souris âgées ont retrouvé des valeurs similaires aux niveaux physiologiques observés chez les jeunes souris. « Les fibres musculaires de ces souris sont devenues plus grosses et plus fortes qu’avant le traitement. Les mitochondries étaient plus nombreuses et fonctionnaient comme les mitochondries des jeunes muscles », précise Blau. Les animaux qui ont bénéficié du traitement ont également pu courir plus longtemps sur un tapis roulant que leurs congénères non traités.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Stanford

Maladie d’Alzheimer : réguler le cuivre dans le cerveau…
Lundi, 25/01/2021 - 13:14

Deux chercheurs du Laboratoire de chimie de coordination du CNRS, avec des scientifiques de l’Université de Technologie du Guangdong et de l’Université de Shenzhen (Chine), se sont penché sur le cuivre présent dans le cerveau, en particulier dans les plaques amyloïdes, et son impact sur la dégénérescence cérébrale chez des souris dites “Alzheimer”. D’après leurs résultats, publiés dans la revue ACS Chemical Neuroscience, ils ont réussi à inhiber la perte de mémoire grâce à une molécule permettant de réguler la circulation de ce nutriment dans le cerveau.

Le rôle du cuivre dans la maladie d’Alzheimer est un sujet de controverse qui divise la communauté scientifique depuis déjà plusieurs années : certains estiment que l'accumulation de cuivre dans les vaisseaux sanguins contribue à cette dégénérescence cérébrale, d’autres au contraire considèrent que ce nutriment est préventif. Similairement, certaines études montrent une carence en cuivre chez des patients souffrant de cette maladie, et donc un besoin d'augmenter les niveaux de cuivre, alors que d'autres données indiquent une surcharge en cuivre et donc un besoin de réduire les niveaux de cuivre.

On trouve des ions métalliques comme le cuivre (mais aussi le zinc et le fer) en forte concentration dans les plaques amyloïdes du cerveau des patients atteints de la maladie d’Alzheimer. En fait, ces plaques emprisonnent le cuivre : elles en contiennent environ cinq fois plus qu'un cerveau sain. Les scientifiques sont parvenus à développer une molécule, brevetée, qui régule la circulation de cuivre dans le cerveau des souris en libérant celui piégé dans les plaques amyloïdes. Une fois relâché, il est réintroduit dans le cerveau, qui a entre autres besoin de cuivre pour fonctionner.

Les scientifiques ont administré cette molécule par voie orale à différents groupes de souris servant de modèles : deux modèles non-transgéniques imitant le stade précoce de la maladie d’Alzheimer, et un modèle transgénique (génétiquement modifié) représentant un stade plus avancé de celle-ci. Dans ces trois cas, la molécule a permis d’inverser la déficience cognitive et comportementale des souris due à la neurodégénérescence, quand elle est administrée dans une période de 16 jours pour améliorer l’état cognitif et suite à un traitement de trois mois pour des progrès comportementaux.

Les souris étaient régulièrement testées à différentes tâches permettant d’évaluer leurs facultés de mémoire et d’autres fonctions cognitives, par exemple dans différents labyrinthes ou bien des tests de reconnaissances d’objets, ces derniers étant particulièrement efficaces pour évaluer l’évolution de la mémoire déclarative (la capacité de se rappeler consciemment des faits et des événements). Cette étude pourrait permettre des avancées dans le domaine médical, dans la perspective d’un traitement contre cette maladie neurodégénérative qu’est Alzheimer.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

ACS

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