RTFlash

RTFLASH Recherche & Technologie
NUMERO 1192
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 10 Février 2023
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Egalement dans ce numéro
Avenir
Carrefour teste le… robot-livreur
Un nouveau robot pour améliorer le quotidien des personnes âgées
Matière
Des physiciens découvrent un nouveau type d’intrication quantique
De nouvelles propriétés du magnétisme qui pourraient changer nos ordinateurs
Terre
Capturer le méthane atmosphérique avec du sucre
Vivant
Un duo de molécules abolit la résistance du cancer à l'immunothérapie
Vers une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires de l’autisme
Gérer ses émotions préviendrait le vieillissement pathologique
Des neurones matures cultivés en laboratoire pour soigner les maladies neurodégénératives
Un médicament contre les maladies respiratoires pour ralentir la maladie de Parkinson
L’édition de gènes CRISPR peut réparer les tissus endommagés après une crise cardiaque
Découverte d’un gène impliqué dans la schizophrénie
Des nanoparticules contre le cancer du cerveau
Histoire des maladies : la génétique retrace 10 000 ans d’évolution de notre immunité
Recherche
Un drone chinois alimenté par laser peut voler indéfiniment…
Edito
Nous devons aller vers une économie circulaire qui fasse du recyclage une richesse



Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE) la consommation mondiale de charbon, première source d’émissions de CO2, a dû atteindre un nouveau record en 2022. La consommation mondiale de charbon augmentera cette année de 1,2 % par rapport à 2021, à plus de 8 milliards de tonnes, battant un record atteint en 2013 (Voir IEA). Depuis 1990, l’année de référence pour mesurer l’évolution du mix énergétique vers la décarbonation, la production mondiale de charbon, loin de se réduire, aura en fait augmenté de 66 %, passant de 4,8 à 8 milliards de tonnes. La demande mondiale de charbon devrait se maintenir à ce niveau au moins jusqu’en 2025, selon l’AIE.

S’agissant du pétrole, la consommation mondiale a, elle aussi, continué à croître de plus de 1 % par an, passant de 3,1 milliards de tonnes en 1990, à 4,25 milliards de tonnes en 2022, soit 37 % d’augmentation en 32 ans. Enfin, s’agissant du gaz, la consommation mondiale a littéralement explosé, passant de 1,95 milliard de tonnes en 1990… à 4,1 milliards de tonnes en 2022, soit un doublement en trente deux ans. L’humanité consomme également environ 160 milliards de tonnes de biomasse (sous différentes formes solides et liquides), ce qui représente plus de dix fois sa consommation énergétique totale et fait de la biomasse, de loin, la première des énergies renouvelables.

Le sable, principal composant du ciment, du béton, de l’asphalte et du verre, a vu sa consommation mondiale multipliée par quatre en trente ans. Celle-ci a dépassé les 44 milliards de tonnes en 2021, soit une hausse de près de 5 % en une année, selon l’ONU. La production mondiale de verre atteint pour sa part les 140 millions de tonnes et a augmenté de 40 % depuis vingt ans. En mai dernier, Saint-Gobain a réussi une première mondiale : la production de 2000 tonnes de verre plat en remplaçant totalement le sable par du calcin, alimenté le four uniquement avec du biogaz et utilisé de l'électricité 100 % décarbonée pour la chaîne de production, 100 % de calcin et 100 % d'énergie décarbonée. Dans ce secteur industriel, la marge de progression est considérable, puisque seuls 5 % des 200 000 tonnes de verre plat issues de la déconstruction en France sont transformées en calcin réutilisable. Saint-Gobain a donc décidé, dans une première phase, d’incorporer 50 % de calcin dans son verre plat d'ici 2030.

La production de métaux a également connu une augmentation considérable au niveau mondial : la production de minerai de fer a ainsi doublé depuis 2000, pour atteindre les 2,5 milliards de tonnes en 2021. La production mondiale d’acier, après un léger recul en 2020, a progressé de 3,5 % en 2021, pour atteindre 1,95 milliard de tonnes, soit un doublement depuis 2005. L’aluminium a vu sa production mondiale tripler en vingt ans, pour atteindre 65 millions de tonnes en 2020. La production mondiale de cuivre a doublé depuis 1990, passant de 10 à 21 millions de tonnes. La consommation mondiale de bois a dépassé en 2020 la barre symbolique des quatre milliards de m3, dont la moitié correspond à la production industrielle.

En France, l’industrie sidérurgique, responsable de 7 % des émissions de CO2, a déjà entamé sa transition vers la décarbonation, avec comme objectif de diminuer ses émissions de GES de 35 % par rapport à 2015 d’ici à 2030. Pour parvenir à cet objectif, cette industrie va combiner l’utilisation de l’hydrogène et de l’électricité verte. Pour produire du fer, elle va remplacer le coke – charbon obtenu par pyrolyse de la houille – par de l’hydrogène vert. Il y a quelques mois, un consortium industriel européen a lancé la société GravitHy, qui va investir 2,2 milliards d’euros pour construire sa première usine à Fos-sur-Mer (Bouches-du-Rhône). Celle-ci sera opérationnelle en 2027 et devrait produire 2 millions de tonnes de fer bas carbone chaque année, qui pourra être utilisé comme matière première, pour créer de l’acier vert, ou commercialisé directement.

Dans le même temps, la production de déchets plastiques a, elle, plus que doublé depuis 20 ans, pour atteindre les 460 millions de tonnes par an (2020). En 2020, on estime que 25 millions de tonnes de plastique ont été rejetées dans l'environnement, dont 7 Mt dans les cours d'eau, lacs et océans, et les plastiques représentent près de 90 % du total des déchets marins. On estime que, depuis 1945, l'humanité a produit plus de 10 milliards de tonnes de plastiques et ce matériau polluant et difficile à recycler (certains plastiques mettent plusieurs siècles à se dégrader et à être éliminés par la nature) est désormais le troisième produit le plus fabriqué par l’homme derrière le ciment et l’acier.

Et le pire reste à venir, car l’IFPEN estime que la production annuelle de plastiques pourrait franchir la barre du milliard de tonnes en 2050, une perspective insupportable, pour l’environnement, comme pour le climat. En décembre dernier, des négociations ont commencé en Uruguay pour parvenir, d’ici 2024, à un traité international contraignant, prévoyant enfin l’obligation par les états de prendre en compte la gestion, l’élimination, mais aussi l’ensemble du cycle de vie, dès la conception, des matières plastiques. L'Europe ne recycle encore que le tiers de ses déchets plastiques et, au niveau mondial, seulement 33 millions de tonnes, soit 9 % des déchets plastiques, ont été recyclées. « En concevant dès le départ des produits pour la réutilisation et le recyclage, en éliminant les additifs dangereux, on pourrait réduire de plus de 80 % ces déchets plastiques d'ici 2040 » estime la directrice exécutive du Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE), Inger Andersen.

Heureusement, plusieurs ruptures technologiques majeures sont en cours et pourraient permettre, si la volonté politique est là, d’aller plus vite vers une production et une utilisation de plastiques entièrement recyclables. On assiste notamment au développement de plastiques biosourcés de deuxième et troisième générations, à partir de déchets végétaux ou d'algues. En France, la start-up Eranova a inauguré le 18 février 2022 un démonstrateur à côté de Marseille pour transformer des algues d'échouage de l'étang de Berre, en granulés bioplastiques. Une autre solution prometteuse consiste à produire des plastiques à partir du CO2 rejeté par l'industrie dans l'atmosphère. C’est la voie prise de manière remarquable par le groupe allemand Covestro. Il y a un an, Christoph Gürtler, chef des technologies d’incubation et de catalyse chez le chimiste Covestro, et Walter Leitner, directeur de catalyse moléculaire du réputé Institut Max Planck, ont présenté un procédé innovant permettant d’obtenir des composés organiques par réaction catalytique des polyols et de remplacer partiellement, mais à terme totalement, les dérivés du pétrole par du CO2 pour fabriquer un composé précurseur du polyuréthane. Covestro produit déjà 5000 tonnes par an de ce nouveau type de plastique, appelé cardyon, en utilisant le CO2 rejeté par une installation de production d’ammoniac.

En France, la société clermontoise Carbios pourrait bien devenir l’un des leaders mondiaux du recyclage plastique, grâce à la mise au point d’un procédé révolutionnaire, le recyclage enzymatique, qui a permis à cette entreprise d'obtenir le soutien d'actionnaires majeurs, comme L’Oréal, Michelin ou Nestlé. Ce processus consiste, d'une part, à recycler des types de plastiques PET jusque-là non-traités par les méthodes de recyclage conventionnelles (textiles, pots de yaourt, films plastiques), mais aussi, d'autre part, de multiplier le recyclage de ces emballages plastiques. Carbios a réussi à dépasser les limites actuelles du recyclage mécanique, thermique ou chimique, en développant sa propre méthode baptisée C-ZYME, biologique et naturelle, à base d’enzymes non polluantes. Avec ce procédé révolutionnaire, il devient possible et rentable de recycler pratiquement à l’infini les plastiques.

En attendant d’être totalement recyclables, ces matières plastiques peuvent déjà être valorisées de manière transversale, en étant réutilisées dans de nombreux secteurs, comme la construction. Au Kenya, l’entreprise Gjenge Makers a mis au point une machine qui transforme les déchets plastiques en matériaux de construction durables. Les briques obtenues sont cinq fois plus résistantes que le béton et plus légères. La start-up française SAMJI fabrique pour sa part des briques en plastique recyclé ayant un haut pouvoir d’isolation thermique et pouvant intégrer un isolant phonique.

On peut aussi évoquer la start-up Neolitik, créée en 2021 par Marc Dib. Cette entreprise produit des dalles de revêtement pour sols extérieurs, composées d’un nouveau matériau, l’EcoLithe, qui contient 12 kg de plastique par m2. Ayant un aspect proche de celui du béton, EcoLithe est deux fois plus résistante et deux fois plus légère. Dans un premier temps, les dalles EcoLithe seront utilisées sur des chantiers expérimentaux. « Après avoir été testées et avoir obtenu des certifications, on devrait être prêt pour une commercialisation à grande échelle vers septembre 2023 » espère-t-il. Entièrement recyclables, ces dalles EcoLithe, avec une empreinte carbone dix fois plus faible que celle du béton, devraient permettre de réduire la facture carbone des bâtiments, un argument de taille à l’heure actuelle.

Selon le think tank Circular Economy, 100 milliards de tonnes de matériaux sont consommées chaque année par l’humanité, soit douze tonnes pour chaque habitant de notre planète. Et, contrairement à ce que l’on pourrait croire, l’étude montre que la proportion de matériaux réutilisés, qu’il s’agisse des métaux, des minerais ou du pétrole, du charbon et du sable, s’est réduite, passant de 9 %, en 2021, à 8,6 % aujourd'hui (Voir CGRI).

« Cette tendance négative globale s’explique par trois facteurs : des taux d’extraction élevés, une reconstitution des stocks et de faibles niveaux de traitement et de recyclage en fin de vie », soulignent les auteurs de l’étude, qui précisent que depuis 1970, l’utilisation mondiale des matériaux a été multipliée par trois. Ce rapport prévoit que le besoin mondial en matières premières pourrait augmenter d’au moins 70 % d’ici 2050, passant à 170 milliards de tonnes de matériaux. Ces prévisions alarmantes rejoignent celles d’un récent rapport de l’OCDE qui prévoit que la consommation mondiale de matériaux pourrait monter à 167 milliards de tonnes par an en 2050, « Une hausse qui sera insoutenable pour la planète, le climat et l’environnement », selon cette organisation internationale.

La majorité des matériaux utilisés sont non métalliques et servent à la construction de logements et d’infrastructures. La Chine, par exemple, prévoit de doubler son parc immobilier et ses infrastructures existantes d’ici 2050 et ce pays immense, tant par la population que par la superficie, a utilisé depuis vingt ans plus de ciment, tous les deux ans, que les États-Unis pendant tout le XXe siècle. « Nous allons vers une catastrophe mondiale si nous continuons à traiter les ressources mondiales comme si elles étaient illimitées. Les gouvernements doivent adopter de toute urgence des solutions d'économie circulaire si nous voulons atteindre une qualité de vie élevée pour près de 10 milliards de personnes d'ici le milieu du siècle sans déstabiliser les processus planétaires critiques » souligne Harald Friedl, directeur général de Circle Economy. Ce rapport regrette que seuls 13 pays (dont la France) aient défini pour l’instant des feuilles de route vers l’économie circulaire. Mais il pointe également plusieurs actions et initiatives positives mises en œuvre, pour le traitement des déchets dans différents pays, comme le Brésil ou le Nigéria.

Une saisissante étude publiée en 2020 (Voir Nature) nous apprend que, pour la première fois dans l’histoire de notre espèce, la masse totale des routes, des bâtiments en tout genre ainsi que de l'ensemble des produits manufacturés, a été comparée à celle de la biomasse vivante, c'est-à-dire des arbres, des plantes, du milieu marin et des animaux. Résultat, alors que la totalité des formes de vie sur Terre pèse environ 1, 12 tératonne, le poids des produits fabriqués par l'humanité se situe aujourd'hui autour des 1,15 tératonne. Selon ces chercheurs, il y aurait, chaque année, l'équivalent de huit villes semblables à New York qui seraient ajoutées dans le monde.  L'agriculture intensive et la déforestation ont réduit de moitié cette masse depuis la période néolithique, il y a 10 000 ans, et la planète a par exemple perdu un million de km² de forêts depuis vingt ans. L’étude prévoit qu’à ce rythme, le poids des constructions des êtres humains pourrait atteindre les 3 tératonnes en 2040. L'OCDE estime pour sa part que le produit mondial brut pourrait quadrupler d’ici 2060. Dans une telle perspective, les émissions de gaz à effet de serre liées à la gestion des matières premières pourraient passer de 28 à 50 milliards de tonnes d'équivalent CO² au cours des quatre prochaines décennies.

Ce rapport de l’OCDE est largement corroboré par une récente étude de l’ONU, intitulée "Le poids de villes en 2050" (Voir International Resource Panel) qui souligne que les villes représentent déjà 60 % du total de la consommation intérieure de matières (CIM) dans le monde et rappelle que l’urbanisation de la planète ne cesse de s’accélérer : la population urbaine va en effet passer de 55 % aujourd’hui à 68 % en 2050. Elle atteindra alors 4,7 milliards de citadins, soit 2,5 milliards d’habitants de plus qu’aujourd’hui et plus du tiers de cette croissance urbaine sera concentré dans trois pays, l’Inde, la Chine et le Nigéria. Selon cette étude, la CIM doit absolument être réduite de moitié et redescendre de 17 à 8 tonnes par habitant et par an à l’horizon 2050, pour redevenir compatible avec un développement durable et respectueux de l’environnement et du climat. Cette réduction drastique mais nécessaire reviendrait à économiser 44 milliards de tonnes de matériaux chaque année d’ici à 2050.

Ces récentes études et travaux s’accordent sur le fait que, pour construire une nouvelle croissance mondiale durable, pleinement compatible avec la sauvegarde du climat et de l’environnement, et susceptible de fournir à l’ensemble des habitants de la planète les biens et services vitaux élémentaires - nourriture saine, logement décent, éducation, transports, travail  - il ne suffira pas de réduire notre consommation globale de matières premières et d’améliorer conjointement l’efficacité énergétique de nos économies et industries. Il faudra également revoir complètement l’organisation de nos modes de production économique et énergétique et redéfinir de nouveaux concepts d’urbanisation verte et d’aménagement du territoire à l’échelle des continents. Le défi qui nous attend est immense mais nullement hors de notre portée, si nous savons sortir des vieux schémas de pensée, réorienter nos sociétés vers l’innovation technique et socialement utile, et concevoir le recyclage valorisant, à tous les stades de production et d’utilisation, comme un processus potentiellement créateur de richesses infinies, tant sur le plan individuel que collectif…

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

e-mail : tregouet@gmail.com


Avenir
Nanotechnologies et Robotique
Carrefour teste le… robot-livreur
Lundi, 06/02/2023 - 14:51

Pour la première fois en Europe, Carrefour Belgique teste la livraison grâce à des robots Delivers.AI dotés d’intelligence artificielle. Cent pour cent autonomes, ils seront capables, si les tests sont concluants, de livrer les courses à domicile au départ des magasins. Les tests ont lieu au Corporate Village de Zaventem. La cartographie des lieux a été finalisée, les tests sont actuellement réalisés et auront lieu jusqu’à la fin du printemps. Ce parc de bureaux s’étend sur une superficie de 60 000 m² et se compose de six bâtiments regroupant une dizaine d’entreprises où travaillent 9 000 employés au total.

Dans un premier temps, un panel composé de 20 testeurs volontaires va être créé afin de réaliser cette phase de tests. Les robots livreront ensuite dans tout le Corporate Village.

En pratique, les employés du Corporate Village auront accès à 500 références en vente au Carrefour situé au cœur du parc de bureaux. L’assortiment a été pensé sur mesure : des fruits frais coupés et des viennoiseries pour le petit déjeuner, des salades, des plats préparés sains et des sandwichs frais du jour préparés dans un atelier sur place pour le lunch à midi, ainsi que des snackings sains ou plaisir pour l’après-midi. Sans oublier les essentiels pour des courses en fin de journée.

Destiné à des zones en centre-ville, ce service visera dans un premier temps à être disponible dans de grandes villes telles que Bruxelles, Anvers, Liège ou Gand. Le robot sera également une révolution pour les petites ou moyennes villes non desservies aujourd'hui. La livraison par robot autonome représente une opportunité pour ces zones. Delivers.AI combine l'expérience en vision par ordinateur et en robotique et a créé un robot autonome qui n'émet pas de CO2. Équipé de huit caméras et de capteurs qui ont préalablement cartographié sa zone de déplacement, il se déplace sans risque, évite les obstacles et est ultra-visible grâce à de multiples voyants lumineux. La phase de tests, si succès, sera suivie d'un pilote dans un hyper-centre.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

DH

Un nouveau robot pour améliorer le quotidien des personnes âgées
Lundi, 06/02/2023 - 14:41

Le japonais Aeolus Robotics présente Aeo, un robot humanoïde à deux bras qui offre de nouvelles perspectives et des usages très pratiques, notamment à l'attention des personnes à faible mobilité.

En termes d'usages, il pourrait ainsi parfaitement remplir une variété de services, allant de la livraison aux soins aux personnes âgées et/ou handicapées en passant par la désinfection de locaux sensibles. Avec ses bras, il peut en effet soulever de lourdes charges, ramasser des objets, ouvrir des portes ou encore utiliser un ascenseur. En outre, des algorithmes dédiés à la vision lui permettent d'observer son environnement et ainsi d'adapter sa posture par rapport aux lieux et à la position des personnes avec lesquelles il est en contact.

Avec ce tout nouveau robot, plus élaboré que jamais, Aeolus Robotics entend bien améliorer la qualité de vie des personnes dépendantes. Jusqu'à présent, l'entreprise japonaise avait développé des robots à bras unique, Aeo est donc le premier, chez Aeolus Robotics, à disposer de deux membres articulés, multipliant ainsi les interactions possibles.

Il commence déjà à être déployé, au Japon, à Hong Kong et à Taïwan, au service d'instituts médicalisés. Là-bas, il peut apporter des repas ou des médicaments, tenir un téléphone pour une visioconférence ou pour appeler les urgences, patrouiller de jour comme de nuit à la recherche de portes et de fenêtres laissées ouvertes ou encore désinfecter du matériel ou des salles entières.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Doctossimo

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Matière
Matière et Energie
Des physiciens découvrent un nouveau type d’intrication quantique
Mercredi, 08/02/2023 - 13:22

Des physiciens du laboratoire national de Brookhaven (BNL/ États-Unis) ont découvert un tout nouveau type d’intrication quantique, le phénomène étrange qui lie les particules, quelle que soit la distance. Dans des expériences de collision de particules, la nouvelle intrication a permis aux scientifiques de scruter l’intérieur de noyaux atomiques avec des détails sans précédent.

Des paires de particules peuvent devenir tellement intriquées que l’une ne peut plus être dissociée de l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare. Plus étrange encore, la modification d’une particule déclenche instantanément une modification de sa partenaire, même si celle-ci se trouve à l’autre bout de l’univers. Cette idée, connue sous le nom d’intrication quantique, nous semble impossible, nous qui sommes ancrés dans le domaine de la physique classique. Même Einstein en a été déconcerté, la qualifiant "d’action étrange à distance". Pourtant, des décennies d’expériences n’ont cessé de la confirmer et elle est à la base de technologies émergentes comme les ordinateurs et les réseaux quantiques.

Habituellement, les observations de l’intrication quantique sont réalisées entre des paires de photons ou d’électrons identiques par nature. Mais maintenant, pour la première fois, l’équipe du BNL a détecté des paires de particules différentes qui subissent une intrication quantique.

La découverte a été faite dans le Collisionneur d’ions lourds relativistes(RHIC) STAR du laboratoire de Brookhaven, qui sonde les formes de matière qui existaient dans l’univers primitif en accélérant et en faisant s’entrechoquer des ions d’or. Mais l’équipe a constaté que même lorsque les ions n’entraient pas en collision, il y avait encore beaucoup à apprendre des collisions évitées de justesse.

Les ions d’or accélérés sont entourés de petits nuages de photons, et lorsque deux ions passent à proximité l’un de l’autre, les photons de l’un peuvent capturer une image de la structure interne de l’autre. Ce seul fait est suffisamment intrigant pour les physiciens, mais cela ne peut se produire que grâce à une forme inédite d’intrication quantique.

Les photons interagissent avec des particules élémentaires à l’intérieur du noyau de chaque ion, déclenchant une cascade qui finit par produire des paires de particules appelées pions, une positive et une négative. Certaines particules peuvent également être décrites comme des ondes, et dans ce cas, les ondes des deux pions négatifs se renforcent mutuellement, et celles des deux pions positifs se renforcent mutuellement. Il en résulte qu’une seule fonction d’onde de pion positif et une seule fonction d’onde de pion négatif frappent le détecteur.

Cela indique que chaque paire de pions positifs et négatifs est intriquée avec l’autre. Si ce n’était pas le cas, explique l’équipe, les fonctions d’onde qui frappent le détecteur seraient complètement aléatoires. Il s’agit donc de la première détection d’intrication quantique de particules dissemblables.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

BNL

De nouvelles propriétés du magnétisme qui pourraient changer nos ordinateurs
Lundi, 06/02/2023 - 14:26

La miniaturisation en cours des composants des ordinateurs dont les électrons sont les vecteurs du transfert d’informations est devenue un défi. Mais il serait possible d’utiliser le magnétisme et de poursuivre ainsi le développement d’ordinateurs à la fois moins chers et plus puissants. C’est l’une des perspectives qu’ouvrent les scientifiques de l’Institut Niels Bohr (NBI) de l’Université de Copenhague.

« La fonction d’un ordinateur consiste à envoyer du courant électrique à travers une micro-puce. Bien que la quantité soit minuscule, le courant ne se contente pas de transporter des informations mais contribue également à chauffer la puce. Lorsque vous avez un très grand nombre de composants serrés les uns contre les autres, la chaleur devient un problème. C’est l’une des raisons pour lesquelles nous avons atteint la limite de la réduction des composants. Un ordinateur basé sur le magnétisme éviterait le problème de la surchauffe », explique le professeur Kim Lefmann, spécialiste de la physique de la matière condensée à l’INB. « Notre découverte n’est pas une recette directe pour fabriquer un ordinateur basé sur le magnétisme. Nous avons plutôt mis en évidence une propriété magnétique fondamentale qu’il faut contrôler, si l’on veut concevoir un tel ordinateur ».

Pour comprendre cette découverte, il faut savoir que les matériaux magnétiques ne sont pas nécessairement orientés uniformément. En d’autres termes, des zones comportant des pôles nord et sud magnétiques peuvent exister côte à côte. Ces zones sont appelées domaines, et la frontière entre un domaine de pôle nord et un domaine de pôle sud est le mur du domaine. Bien que la paroi du domaine ne soit pas un objet physique, elle possède néanmoins plusieurs propriétés semblables à celles des particules. Il est donc un exemple de ce que les physiciens appellent des quasi-particules, c’est-à-dire des phénomènes virtuels qui ressemblent à des particules.

« Il est bien établi que l’on peut déplacer la position de la paroi du domaine en appliquant un champ magnétique. Au départ, le mur réagira de la même manière qu’un objet physique soumis à la gravité et qui accélère jusqu’à ce qu’il heurte la surface en dessous. Cependant, d’autres lois s’appliquent au monde quantique », explique Kim Lefmann. « Au niveau quantique, les particules ne sont pas seulement des objets, elles sont aussi des ondes. Cela s’applique également à une quasi-particule telle qu’un mur de domaine. Les propriétés ondulatoires impliquent que l’accélération est ralentie lorsque la paroi interagit avec les atomes de l’environnement. Bientôt, l’accélération s’arrêtera totalement, et la position de la paroi commencera à osciller ».

Un phénomène similaire est observé pour les électrons. Ici, il est connu sous le nom d’oscillations de Bloch, du nom du physicien américano-suisse et lauréat du prix Nobel, Felix Bloch, qui l’a découvert en 1929. En 1996, des physiciens théoriciens suisses ont suggéré qu’un parallèle avec les oscillations de Bloch pourrait exister dans le magnétisme. Aujourd’hui – un peu plus d’un quart de siècle plus tard – Kim Lefmann et ses collègues ont réussi à confirmer cette hypothèse. L’équipe de recherche a étudié le mouvement des parois de domaine dans le matériau magnétique CoCl2 ∙ 2D2O. « Nous savions, depuis longtemps, qu’il serait possible de vérifier l’hypothèse, mais nous comprenions aussi que cela nécessiterait l’accès à des sources de neutrons. De manière unique, les neutrons réagissent aux champs magnétiques bien qu’ils ne soient pas chargés électriquement. Cela les rend idéaux pour les études magnétiques », raconte Kim Lefmann.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Enerzine

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Terre
Sciences de la Terre, Environnement et Climat
Capturer le méthane atmosphérique avec du sucre
Mardi, 07/02/2023 - 09:45

On estime que le méthane est responsable de 30 % de l’ensemble du réchauffement climatique dû aux émissions gazeuses. Des mégatonnes de ce gaz sont libérées par la production agricole animale et de nombreux processus industriels. Mais imaginez que nous puissions utiliser un élément aussi simple que le sucre – ou les hydrates de carbone – pour extraire le méthane de l’atmosphère et, ce faisant, freiner le réchauffement de la planète et le changement climatique.

C’est le pari fait par des chercheurs de l’l’Université de Copenhague. Ces chimistes tenteront de rendre la capacité d’un hydrate de carbone particulier à fixer le méthane si forte qu’il pourra capturer le méthane présent dans l’air qui nous entoure. Il est impossible de le faire aujourd’hui.  « Un hydrate de carbone capture le méthane en le liant à lui-même et en l’encapsulant dans un petit anneau. Mais comme le méthane est composé de molécules très petites et difficiles à capturer, la capacité de liaison de l’hydrate de carbone doit être forte, et c’est ce que nous devons améliorer. La première étape consiste à bien comprendre le processus. Mais je pense qu’il y a de bonnes chances que nous réussissions à le faire fonctionner assez rapidement », déclare Mikael Bols, professeur au département de chimie, qui dirige le projet.

Se plonger dans les livres d’histoire peut s’avérer payant lorsqu’on cherche de nouvelles solutions à des problèmes. Avant de se lancer dans le projet avec ses étudiants, le professeur Bols a parcouru la littérature de recherche pour trouver des descriptions de la collecte du méthane. En cours de route, une étude datant de 1957 est apparue. Dans celle-ci, une expérience menée par des chercheurs allemands démontrait qu’un glucide du nom d’α-cyclodextrine pouvait fixer le méthane et plusieurs autres gaz.

« L’article date d’avant ma naissance. Il montre que la capacité des glucides à se lier au méthane existe depuis un certain temps. Je ne suis simplement pas sûr que quelqu’un le savait. En fait, nos premières expériences montrent que les glucides se lient au méthane mieux que ne l’avaient observé les chercheurs allemands en 1957, ce qui est de bon augure », déclare le professeur Bols. Aujourd’hui, en laboratoire, les chercheurs obtiennent que les glucides capturent le méthane en envoyant du gaz méthane à travers un liquide dans lequel se trouve le sucre, l’α-cyclodextrine. Au cours du processus, le méthane se lie au liquide et aux glucides. Soumis à un léger chauffage, le liquide libère le gaz, qui peut ensuite être concentré dans un réservoir.

La première étape de cette idée novatrice consiste à comprendre le processus par lequel les blocs moléculaires microscopiques des hydrates de carbone fixent le méthane et comment les améliorer pour qu’ils puissent capturer le gaz de l’atmosphère. Par le biais de la chimie de synthèse, les chimistes modifieront certaines des propriétés de la molécule. « La molécule de glucide est un peu comme un beignet – un anneau avec un trou au centre où le méthane peut s’installer. Mais comme le méthane est une si petite molécule, il peut se glisser dans le trou sans se coincer. Nous devrons donc réduire la taille du trou », explique le professeur Bols.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

University of Copenhagen

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Vivant
Santé, Médecine et Sciences du Vivant
Un duo de molécules abolit la résistance du cancer à l'immunothérapie
Mercredi, 08/02/2023 - 13:31

L’immunothérapie est un moyen de traiter le cancer qui consiste à reprogrammer le système immunitaire de la patiente ou du patient pour qu’il attaque sa tumeur. Cette approche de pointe a un impact considérable sur le traitement des personnes atteintes de cancer, et permet déjà des cas de rémission à long terme.

Pourtant, bon nombre de patientes et patients ne répondent pas à l’immunothérapie ou, si tel est le cas, les effets sont temporaires, ce qui montre à quel point il est indispensable de mieux comprendre les mécanismes inhérents à la résistance des cancers à ce type de traitement.

Dans une récente étude, des scientifiques ont trouvé un moyen de supprimer cette résistance chez des souris atteintes d’un cancer pancréatique neuroendocrinien. En effet, ce cancer est très résistant à un type d’immunothérapie appelé blocage de points de contrôle, où la patiente ou le patient reçoit un médicament (un inhibiteur de points de contrôle immunitaires) bloquant les protéines censées atténuer l’intensité des réponses immunitaires, mais qui peut aussi empêcher les lymphocytes T (ou cellules T) d’attaquer et de tuer les cellules cancéreuses.

Cette étude a été menée par l’équipe de Douglas Hanahan de l’Institut Suisse de Recherche Expérimentale sur le Cancer de l’EPFL, ainsi que par l’Institut Ludwig pour la recherche sur le cancer, le Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV), l’Institut Suisse de Bioinformatique et Roche.

Les scientifiques ont étudié un type de fusion protéine-anticorps modifié appelé immunocytokine, qui est de plus en plus utilisé en immunothérapie. Ils se sont penchés sur l’immunocytokine bispécifique PD1-IL2v. Récemment mise au point par Roche, celle-ci peut pénétrer dans les tumeurs, où elle active les cellules T tueuses afin de cibler les cellules cancéreuses responsables de la croissance tumorale.

Les chercheuses et chercheurs ont combiné l’immunocytokine PD1-IL2v avec l’inhibiteur de points de contrôle immunitaire anti-PD-L1, renforçant ainsi l’immunité anti-tumorale contre les tumeurs résistantes à l’immunothérapie. « La PD1-IL2v est encore plus efficace lorsqu’elle est combinée à un inhibiteur de points de contrôle immunitaire, l’anti-PD-L1 », expliquent les scientifiques.

« La PD1-IL2v induit une expansion plus forte et plus spécifique des cellules T anti-tumorales par rapport au traitement anti-PD-1 classique en stimulant un sous-type spécifique de cellules T, tandis que l’anti-PD-L1 cible et perturbe les barrières érigées dans le microenvironnement tumoral, à savoir les macrophages pro-tumoraux et la vascularisation tumorale, qui agissent ensemble pour contrer l’immunité anti-tumorale ».

La combinaison de ces deux molécules a permis d’augmenter le taux de survie des souris atteintes de tumeurs, produisant un effet thérapeutique plus durable que l’immunocytokine bispécifique. Cette combinaison a amélioré l’efficacité thérapeutique en reprogrammant les macrophages immunosuppresseurs associés à la tumeur ainsi que la vascularisation tumorale afin de permettre aux cellules immunitaires de mieux "détecter" le cancer. « Cette combinaison immunothérapeutique innovante sensibilise les tumeurs résistantes à l’immunothérapie infiltrées par des cellules T dites "souches" exprimant PD-1, qui se sont récemment avérées importantes pour maintenir des réponses immunitaires anti-tumorales efficaces, entraînant la destruction de la tumeur avec un avantage conséquent en termes de survie », poursuit Douglas Hanahan. Il conclut : « Ces résultats intéressants justifient la réalisation d’essais cliniques visant à évaluer la thérapie combinant la PD1-IL2v et l’anti-PD-L1, peut-être dans un premier temps chez des patientes et patients cancéreux résistants à l’immunothérapie et présentant des tumeurs infiltrées par des cellules T ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EPFL

Vers une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires de l’autisme
Mercredi, 08/02/2023 - 13:27

Les troubles du spectre de l’autisme (TSA) résultent de particularités du neuro-développement et concernent environ 700 000 personnes en France. Ce terme regroupe des réalités cliniques très hétérogènes et les besoins spécifiques de chaque personne sont ainsi très variés. Le développement de traitements ciblant de façon spécifique les troubles sévères liés à l’autisme a longtemps été freiné en raison d’une connaissance parcellaire des mécanismes moléculaires et génétiques sous-jacents. À l’heure actuelle, les personnes concernées peuvent donc avoir recours à des traitements pour d’éventuelles comorbidités comme les troubles du sommeil ou l’épilepsie, mais il n’existe pas de solution thérapeutique permettant d’améliorer les troubles du comportement ainsi que les altérations des interactions sociales associées. 

Parmi les pistes avancées pour expliquer le développement du TSA, figure celle d’un dysfonctionnement du glutamate – le principal neurotransmetteur excitateur du système nerveux central. Des études ont récemment suggéré que des récepteurs du glutamate appelés "mGluR5" seraient exprimés en quantité augmentée dans certaines régions du cerveau chez les personnes concernées par les TSA.

mGluR5 est un récepteur abondamment exprimé au niveau du système nerveux central et en particulier au niveau du cortex cérébral, de l’hippocampe, du septum latéral, du striatum dorsal et du noyau accumbens, autant de régions cérébrales impliquées dans la cognition, le contrôle moteur et l’émotivité. mGluR5 appartient à un sous-groupe de huit récepteurs qui sont activés par le glutamate, le principal neurotransmetteur excitateur du système nerveux central. L’intervention pharmacologique sur ces récepteurs, et en particulier le blocage de mGluR5, est déjà en cours d’évaluation pour divers troubles comme l’anxiété, la dépression, la schizophrénie, la maladie de Parkinson, ou encore les addictions.

Afin d’aller plus loin dans la compréhension des mécanismes moléculaires du TSA, l’équipe menée par Frédérique Bonnet-Brilhault au sein du laboratoire Imagerie & Cerveau (unité 1253 Inserm/Université de Tours) a cherché à mieux caractériser les dysfonctionnements du glutamate dans le cerveau d’adultes avec TSA. Dans un premier temps, ils ont quantifié les niveaux de glutamate dans le cortex cingulaire de 12 adultes avec TSA et de 14 adultes sans TSA (participants "témoins"), en utilisant plusieurs approches méthodologiques. Dans un second temps, ils se sont intéressés à l’expression des récepteurs mGluR5 dans le cerveau des participants.

Les scientifiques ont ainsi observé que les niveaux de glutamate étaient très hétérogènes chez les adultes avec TSA. En revanche, ils ont constaté que la quantité de récepteurs mGluR5 exprimés était particulièrement élevée dans le cerveau de tous ces individus, comparativement aux témoins. Ensuite, pour mieux comprendre comment la quantité de mGluR5 varie à différents stades du développement, l’équipe a aussi quantifié ces récepteurs dans le cerveau de jeunes rats – des modèles animaux de TSA et des animaux "témoins".

Les analyses montrent que les quantités de mGluR5 des "rats TSA" et des "rats témoins" ne différaient pas pendant l’enfance. Cependant, à l’adolescence, ces récepteurs étaient présents en quantité plus importante dans certaines régions du cerveau des "rats TSA". Le fait que les récepteurs mGluR5 soient exprimés en grande quantité chez les adultes TSA qui participaient à l’étude, mais pas aux stades les plus précoces du développement dans les modèles animaux, suggère que la surexpression de ces récepteurs ne serait pas une cause de ce trouble, mais plutôt une conséquence qui apparaîtrait progressivement au cours de la vie. 

« Nos résultats suggèrent que les changements dans la quantité des récepteurs mGluR5 exprimés au cours du développement pourraient être un mécanisme de compensation en réponse à des dysfonctionnements précoces des systèmes de communication du cerveau, plutôt qu’un élément primaire à l’origine du développement des TSA », explique Frédérique Bonnet-Brilhault.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Inserm

Gérer ses émotions préviendrait le vieillissement pathologique
Mercredi, 08/02/2023 - 13:18

Les émotions négatives, l’anxiété et la dépression favoriseraient l’apparition des maladies neurodégénératives et de la démence. Mais quel est leur impact sur le cerveau et peut-on limiter leurs effets délétères ? Des neuroscientifiques de l’Université de Genève (UNIGE) ont observé l’activation du cerveau de personnes jeunes et âgées confrontées à la souffrance psychologique d’autrui. Les connexions neuronales des personnes âgées présentent une inertie émotionnelle importante : les émotions négatives les modifient de manière excessive et prolongée, notamment dans le cortex cingulaire postérieur et l’amygdale, deux régions cérébrales fortement impliquées dans la gestion des émotions et de la mémoire autobiographique. Ces résultats, à découvrir dans Nature Aging, indiquent qu’une meilleure gestion de ces émotions – par la méditation par exemple – pourrait contribuer à limiter la neurodégénérescence.

Les neurosciences s’intéressent depuis une vingtaine d’années à la manière dont le cerveau réagit aux émotions. « On commence à bien comprendre ce qui se passe au moment de la perception d’un stimulus émotionnel », explique la docteure Olga Klimecki, chercheuse au Centre interfacultaire en sciences affectives de l’UNIGE et au Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen, dernière auteure de cette étude menée dans le cadre d’une recherche européenne codirigée par l’UNIGE. « En revanche, ce qui se passe ensuite reste bien mystérieux. Comment le cerveau passe-t-il d’une émotion à l’autre ? Comment retrouve-t-il son état initial ? La variabilité émotionnelle se modifie-t-elle avec l’âge ? Quelles peuvent être les conséquences sur le cerveau d’une mauvaise gestion de ses émotions ? »

De précédentes études en psychologie ont démontré qu’une capacité à modifier rapidement ses émotions est bénéfique pour la santé mentale. À l’inverse, les personnes qui ne parviennent pas à les réguler et restent longtemps dans le même état émotionnel présentent un risque plus élevé de dépression. « Notre objectif était de déterminer la trace cérébrale qu’imprime le visionnage de scènes émotionnelles afin d’évaluer la réaction du cerveau, et surtout ses mécanismes de récupération. Et en particulier chez les personnes âgées, afin d’identifier d’éventuelles différences entre le vieillissement normal et pathologique », indique Patrik Vuilleumier, professeur au Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de médecine et au Centre interfacultaire en sciences affectives de l’UNIGE, qui a codirigé ces travaux.

Les scientifiques ont projeté à des volontaires de courts extraits de reportages télévisés montrant des personnes dans un état de souffrance émotionnelle – lors d’une catastrophe naturelle ou d’une situation de détresse par exemple – ainsi que des vidéos à contenu émotionnel neutre afin d’observer leur activité cérébrale par IRM fonctionnelle. Dans un premier temps, l’équipe a comparé un groupe de 27 personnes de plus de 65 ans à un groupe de 29 personnes d’environ 25 ans. La même expérience a ensuite été reproduite auprès de 127 personnes âgées.

« Les personnes âgées présentent de manière générale une configuration d’activité et de connectivité cérébrale différente des jeunes », détaille Sebastian Baez Lugo, chercheur dans le laboratoire de Patrik Vuilleumier et premier auteur de ces travaux. « C’est particulièrement notable dans le niveau d’activation du réseau de mode par défaut, un réseau cérébral fortement activé en phase de repos. Son activité est fréquemment perturbée lors d’états dépressifs ou d’anxiété, suggérant qu’il participe à la régulation des émotions. Chez les personnes âgées, une partie de ce réseau, le cortex cingulaire postérieur, lié à la mémoire autobiographique, montre une augmentation de ses connexions avec l’amygdale, liée au traitement de stimuli émotionnels importants, et ces connexions sont plus fortes chez les sujets avec des scores élevés d’anxiété, de rumination, ou des pensées négatives ».

Les personnes âgées ont toutefois tendance à mieux réguler leurs émotions que les personnes plus jeunes, et se concentrent plus facilement sur les détails positifs, même pendant un événement négatif. Mais les modifications de la connectivité entre le cortex cingulaire postérieur et l’amygdale pourraient indiquer une déviation du phénomène de vieillissement normal, accentuée chez les personnes qui montrent plus d’anxiété, de rumination et d’émotions négatives. Or, le cortex cingulaire postérieur est l’une des régions les plus affectées par les démences, suggérant que la présence de ces symptômes pourrait augmenter le risque de maladie neurodégénérative.

« Est-ce la mauvaise régulation émotionnelle et l’anxiété qui augmentent les risques de démence ou l’inverse ? Pour l’instant, nous ne le savons pas », souligne Sebastian Baez Lugo. « Notre hypothèse est que les personnes plus anxieuses n’auraient pas ou plus de capacité de distanciation émotionnelle. Le mécanisme d’inertie émotionnelle dans le cadre du vieillissement serait alors expliqué par le fait que le cerveau de ces personnes reste ‘‘figé’’ dans un état négatif en rapportant la souffrance d’autrui à leurs propres souvenirs émotionnels ».

Serait-il possible de prévenir la démence en agissant sur ce mécanisme d’inertie émotionnelle ? L’équipe de recherche mène actuellement une étude interventionnelle d’une durée de 18 mois afin d’évaluer les effets de l’apprentissage d’une langue étrangère, d’une part, et de la pratique de la méditation, d’autre part. « Afin d’affiner encore nos résultats, nous allons aussi comparer les effets de deux types de méditation : la pleine conscience, qui consiste à s’ancrer dans le moment présent pour se concentrer sur son ressenti propre, et la méditation dite ‘‘en compassion’’, qui vise à augmenter activement les émotions positives vis-à-vis des autres », complètent les auteurs.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

UNIGE

Des neurones matures cultivés en laboratoire pour soigner les maladies neurodégénératives
Mardi, 07/02/2023 - 09:20

Des chercheurs américains de l'Université Northwestern (Texas) ont créé les premiers neurones hautement matures à partir de cellules souches pluripotentes induites humaines (iPSC), un exploit qui ouvre de nouvelles opportunités pour la recherche médicale et les thérapies potentielles de transplantation pour les maladies neurodégénératives et les blessures traumatiques.

Bien que les chercheurs précédents aient différencié les cellules souches pour devenir des neurones, ces neurones étaient fonctionnellement immatures – ressemblant à des neurones de stades embryonnaires ou postnatals précoces. La maturation limitée obtenue avec les techniques actuelles de culture de cellules souches diminue leur potentiel pour les études de neurodégénérescence.

Pour créer les neurones matures, l'équipe a utilisé des «molécules dansantes», une technique révolutionnaire  introduite l'année dernière par le professeur du Northwestern, Samuel I. Stupp. L'équipe a d'abord différencié les iPSC humains en neurones moteurs et corticaux, puis les a placés sur des revêtements de nanofibres synthétiques contenant les molécules dansantes en mouvement rapide.

Non seulement les neurones enrichis étaient plus matures, mais ils ont également démontré des capacités de signalisation améliorées et une plus grande capacité de ramification, ce qui est nécessaire pour que les neurones établissent un contact synaptique les uns avec les autres. Et, contrairement aux neurones typiques dérivés de cellules souches qui ont tendance à s'agglutiner, ces neurones ne se sont pas agrégés, ce qui les rend moins difficiles à entretenir.

A terme, ces chercheurs pensent que ces neurones matures pourraient être transplantés chez des patients en tant que thérapie prometteuse pour les lésions de la moelle épinière ainsi que pour les maladies neurodégénératives, notamment la sclérose latérale amyotrophique (SLA), la maladie de Parkinson, la maladie d'Alzheimer ou la sclérose en plaques.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash 

Northwestern

Un médicament contre les maladies respiratoires pour ralentir la maladie de Parkinson
Mardi, 07/02/2023 - 09:13

Des chercheurs de l’Institut de neurologie de Queen Square de l’University College London (UCL), ont découvert que l’ambroxol, un médicament préconisé pour traiter les affections respiratoires, pourrait ralentir l’évolution de la maladie de Parkinson.  En 2020, les chercheurs ont testé l’ambroxol chez des patients touchés par la maladie de Parkinson. Lors de l’essai clinique de phase 2, ils ont remarqué que le médicament augmentait les niveaux de la GCase (glucocérébrosidase), une protéine qui permet aux cellules d'éliminer plus efficacement les déchets protéiques, en particulier l’alpha-synucléine. Cette protéine s’accumule dans le cerveau des personnes atteintes par la pathologie neurodégénérative et provoque l'apparition des symptômes.

L'ambroxol a également été bien toléré par les patients. L’essai clinique de phase 3, appelé ASPro-PD, débutera prochainement et sera dirigé par l'Institut de neurologie de Queen Square de l'UCL en partenariat avec l’organisation britannique Cure Parkinson's et l'Institut Van Andel. Près de 330 personnes touchées par la maladie de Parkinson seront recrutées pour cette future recherche. Les participants prendront de l’ambroxol pendant deux ans et leurs résultats seront comparés à un groupe témoin prenant du placebo. 

L’efficacité de l’ambroxol sera évaluée par sa capacité à ralentir la progression de la maladie de Parkinson à l'aide d'une échelle incluant la qualité de vie et les mouvements. « Je suis ravi de diriger ce projet passionnant. C'est la première fois qu'un médicament appliqué spécifiquement à une cause génétique de la maladie de Parkinson atteint ce niveau d'essai. Cela représente dix ans de travail approfondi et détaillé en laboratoire », a indiqué le Professeur Anthony Schapira, auteur principal de l’étude et chercheur à l'Institut de neurologie de Queen Square de l’UCL.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

UCL

L’édition de gènes CRISPR peut réparer les tissus endommagés après une crise cardiaque
Mardi, 07/02/2023 - 09:03

Chaque année, les maladies cardiovasculaires (MCV), représentent environ un tiers de tous les décès dans le monde. Le type de maladie cardiaque le plus courant est la maladie coronarienne, où le sang ne parvient plus à circuler correctement vers le cœur. Si le flux sanguin est complètement bloqué vers le cœur, cela peut provoquer une crise cardiaque. Des chercheurs du Southwestern Medical Center de l’Université du Texas pensent qu’une nouvelle thérapie d’édition de gènes CRISPR-Cas9 peut à la fois aider à traiter les maladies cardiaques et à réparer les tissus endommagés immédiatement après une crise cardiaque via un modèle murin.

L’édition de gènes offre aux scientifiques un moyen de modifier l’ADN d’une personne. CRISPR (répétitions palindromiques courtes régulièrement espacées en cluster)/Cas9 est l’une des technologies utilisées dans l’édition de gènes. En utilisant cette technologie, les scientifiques peuvent « activer et désactiver » des gènes spécifiques dans les cellules d’une personne. Ils peuvent également "découper" ou ajouter à l’ADN cellulaire.

« L’édition de gènes permet de cibler les médiateurs de la maladie avec une grande spécificité et uniquement dans l’organe lésé (c’est-à-dire le cœur), ce qui signifie un bénéfice thérapeutique potentiellement élevé avec moins d’effets secondaires indésirables », a-t-il expliqué. À l’aide d’un modèle de souris, le Docteur Olson et son équipe ont étudié leur nouvelle thérapie d’édition de gènes CRISPR-Cas9. Pour que les composants du système d’édition de gènes atteignent le cœur, ils ont été conditionnés dans un système de délivrance virale qui cible le cœur des souris et des grands mammifères.

« Le système d’édition de gènes CRISPR-Cas9 se compose d’un ARN guide et d’un éditeur de base », a-t-il expliqué lorsqu’on lui a demandé comment fonctionnait la nouvelle thérapie génique. « L’ARN guide correspond à une région spécifique du génome et agit pour amener l’éditeur de base en contact étroit avec un gène spécifique. L’éditeur de base modifie précisément le gène. Dans notre approche, nous avons utilisé un ARN guide spécifique pour cibler l’éditeur de base sur le gène CaMKIIδ. L’éditeur de base a modifié ce gène pour empêcher la suractivation chronique de la protéine CaMKIIδ qui est un inducteur de maladies cardiaques ».

Les chercheurs ont également découvert que l’utilisation de la thérapie CRISPR-Cas9 pour maîtriser le gène CaMKIIδ chez les souris aidait à les protéger contre une lésion d’ischémie/reperfusion (IRI) au cœur en raison d’une maladie cardiaque. De plus, l’équipe a découvert que l’injection de réactifs d’édition de gènes à des souris peu après un IRI les aidaient à récupérer la fonction cardiaque après de graves dommages, comme une crise cardiaque.

Le Docteur Olson a déclaré que pour les prochaines étapes de cette recherche, son équipe tentera ensuite d’améliorer l’efficacité et la spécificité de leur construction d’édition de gènes CRISPR-Cas9 et essaiera également de trouver d’autres méthodes d’administration non virales. « Il y a plusieurs études de sécurité à réaliser, et nous devrons également tester si notre approche fonctionne chez les grands mammifères », a-t-il ajouté.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

MNT

Découverte d’un gène impliqué dans la schizophrénie
Lundi, 06/02/2023 - 14:44

Le gène NOTCH4 (Neurogenic locus notch homolog 4) situé sur le chromosome 6 a été identifié comme intervenant dans le risque de schizophrénie dans diverses études selon un mécanisme non connu. Les chercheurs savent que la protéine Notch4 (protéine codée par le gène NOTCH4) régule les voies de signalisation associées à la maturation neuronale, un processus « impliqué dans le développement et la structuration du système nerveux central » (et donc aussi dans ses dysfonctionnements, à l’origine possible d’une psychopathologie).

Une étude réalisée à l’Université de Jammu (au Nord de l’Inde) a tenté d’évaluer l’association de différents SNPs (single nucleotide polymorphisms) du gène NOTCH4 avec le risque de schizophrénie et en particulier rs2071287 et rs3131296, identifiés comme les plus significatifs dans les populations japonaises et européennes respectivement. Concernant 207 patients ayant fait l’objet d’un diagnostic de schizophrénie et 304 sujets-témoins (originaires de cette région du Nord de l’Inde), cette recherche confirme l’implication d’une variante du gène NOTCH4 (le génotype GG de rs2071287) comme facteur de susceptibilité à la schizophrénie, puisqu’elle se révèle en effet significativement associée à la schizophrénie, avec un risque presque deux fois plus élevé.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Indian Psychiatry

Des nanoparticules contre le cancer du cerveau
Lundi, 06/02/2023 - 14:38

Une équipe de biologistes bordelais vient d'obtenir des financements pour poursuivre ses recherches dans le développement d'un traitement qui utilise la technologie des nanoparticules. Il s'agit de lutter contre le glioblastome, une tumeur cérébrale très agressive. Les recherches débutent seulement mais le traitement s'annonce prometteur. Elles sont menées par des chimistes bordelais du laboratoire de chimie des polymères de l’Institut national polytechnique de Bordeaux, qui viennent d’obtenir les financements de la Fondation pour la recherche médicale (FRM).

A cancer particulier, traitement particulier. C'est l'espoir de cette recherche. Car le glioblastome est l'une des tumeurs cérébrales les plus agressives. Il touche environ 2 000 personnes en France chaque année, dont près de 200 à Bordeaux. Pour l'heure, aucun traitement efficace n'existe. Avant ces nouvelles recherches, aucune avancée majeure n'a été faite depuis 2005. Malheureusement, c'est un cancer dit “de mauvais pronostic”, puisque l'espérance de vie des patients atteints est en moyenne de 18 mois.

L'idée des chercheurs bordelais est d'utiliser la technologie des nanoparticules, des molécules infiniment petites qui renforceraient l'action de la radio ou de la chimiothérapie. Leur petitesse leur permettrait de porter le traitement vers les cellules qui en ont besoin. Ces chimistes disent créer une structure qui va imiter le comportement des protéines naturellement présentes dans la peau. Sur cette structure porteuse, ils associent une substance chimique qui, une fois activée par les rayons X de la radiothérapie, pourrait détruire plus de cellules tumorales qu'on est en capacité de le faire aujourd'hui, grâce à la chirurgie ou aux thérapies.

Le traitement serait alors utilisé après une chirurgie pour retirer la tumeur. Un gel de nanoparticules fluorescent serait utilisé autour de la surface opérée, pour traquer les cellules tumorales restantes et les détruire. Sébastien Lecommandoux, est le coordinateur du projet et directeur du laboratoire polymères de Bordeaux. « Le but, c'est de pouvoir continuer à détruire les cellules tumorales que le chirurgien n'aurait pas complètement enlevées. Ce qu'on veut, c'est être capable d'attraper ces cellules tumorales et d'aller les dégrader après la chirurgie ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

FR3

Histoire des maladies : la génétique retrace 10 000 ans d’évolution de notre immunité
Lundi, 06/02/2023 - 14:33

C'est une révolution génétique qui remonte à l'âge du bronze en Europe : il y a 4500 ans, notre système immunitaire a commencé à muter pour mieux résister à une propagation de maladies infectieuses, au détriment de notre protection contre d'autres types de maladies. Une étude réalisée par des scientifiques de l’Institut Pasteur, d’Université Paris Cité, du CNRS et du Collège de France, a retracé, grâce à la paléogénomique, 10 000 ans d’évolution du système immunitaire humain, à savoir depuis la période néolithique où les chasseurs-cueilleurs ont abandonné leur mode de vie nomade pour développer l'agriculture et l'élevage.

Les scientifiques ont analysé l'ADN ancien de 2300 individus européens, retrouvés au cours de diverses fouilles archéologiques, et déjà entreposé dans une base de données. Ils ont combiné ces échantillons à 500 génomes modernes et développé une méthode pour détecter et dater les variations génétiques survenues au fil du temps. Une approche fondée sur la paléogénomique, discipline qui a valu le prix Nobel de médecine 2022 au biologiste suédois Svante Pääbo.

Sur les centaines de milliers de mutations extraites, ils en ont déniché certaines qui sont avantageuses pour combattre les infections. Ces mutations-là sont localisées dans 89 gènes, explique Lluis Quintana-Murci, directeur de l'étude parue dans la revue Cells Genomics. À leur grande surprise, les scientifiques ont découvert une fréquence accrue de ces 89 gènes, impliqués dans notre réponse immunitaire contre les pathogènes, ajoute ce professeur à l'Institut Pasteur et au Collège de France.

À l'instar des gènes OAS agissant sur les fonctions antivirales ou du gène responsable des groupes sanguins ABO, précise l'Institut Pasteur dans un communiqué. Ces mutations avantageuses pour notre survie se sont accentuées à travers les âges, grâce à une sélection positive d'adaptation de l'humain à l'environnement. Deuxième trouvaille : Nous avons réussi à dater à partir de quand elles sont devenues avantageuses, à savoir dans les derniers 4500 ans, à partir de l'âge du bronze, s'enthousiasme le Professeur Quintana-Murci.

Une date concomitante avec l'arrivée de la grande migration provenant des steppes d'Asie centrale, celle des peuples de culture Yamna qui auraient amené les langues indo-européennes et dont tous les Européens portent aujourd'hui des traces génétiques, raconte ce généticien des populations. Cette migration a entraîné une croissance importante de la population européenne et fourni un terrain favorable à une propagation des microbes pathogènes.

L'étude écarte la piste de nouveaux pathogènes amenés par les peuples Yamna. La preuve ? Les mutations génétiques étaient déjà là avant cette migration, elles traînaient, mais elles étaient neutres parce qu'il n'y avait pas autant de maladies. C'est avec la croissance démographique qu'elles sont devenues avantageuses pour combattre les infections, développe l'auteur. Mais il y avait un prix à payer. Tandis que notre protection contre les maladies infectieuses augmentait, ces mêmes mutations nous ont rendus de plus en plus vulnérables aux maladies auto-immunes, comme la maladie de Crohn, le lupus ou la polyarthrite rhumatoïde, ainsi qu'aux maladies inflammatoires.

Des pathologies qui tuent beaucoup moins que les maladies infectieuses, ce qui expliquerait l'adaptation de notre immunité au danger le plus grave. On savait que notre système était devenu moins résistant aux maladies auto-immunes et inflammatoires, mais on ne savait pas que cela remontait aux débuts de l'âge du bronze, précise le Professeur Quintana-Murci. Ce qui réfute l'hypothèse hygiéniste, selon laquelle c'est l'arrivée des vaccins et des antibiotiques au 20e siècle qui aurait favorisé le développement des maladies auto-immunes et inflammatoires, en contrepartie de la baisse de la prévalence des maladies infectieuses. Faute d'échantillons suffisants dans d'autres continents que l'Europe, les auteurs de l'étude n'ont pas pu savoir si cette évolution avait été la même partout dans le monde.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Radio Canada

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Un drone chinois alimenté par laser peut voler indéfiniment…
Mardi, 07/02/2023 - 09:34

Des chercheurs chinois ont présenté un concept qui pourrait permettre à un drone de voler "indéfiniment". Pour y parvenir, Li Xuelong et ses collègues de la Northwestern Polytechnical University (NPU) ont misé sur une technologie à base de lasers. Un brin surprenant, sachant que ces faisceaux sont plutôt utilisés pour détruire des quadcoptères indésirables. Dans ce cas précis, les chercheurs veulent s’en servir pour alimenter directement un drone en plein vol.

Pour cela, l’engin a été équipé d’un module de conversion photoélectrique. C’est un composant qui permet de transformer l’énergie transportée par une onde électromagnétique, comme la lumière du laser, en électricité utilisable directement par l’appareil. En théorie, ce dernier pourrait donc voler indéfiniment, du moins tant que le faisceau laser est maintenu.

C’est un concept qui a déjà été exploré dans différents contextes, notamment dans le secteur militaire. Mais pour l’instant, personne n’a encore réussi à amener cette technologie à maturité.

C’est surtout à cause de deux limites principales. La première, c’est la capacité de suivi. En effet, pour alimenter un drone, le laser doit être braqué en permanence sur la cellule de conversion. Et c’est plus facile à dire qu’à faire, car les systèmes de ce genre peuvent aisément perdre les pédales dès qu’il rencontre une situation inconnue. Pour contourner cet obstacle, les chercheurs chinois ont écrit un algorithme prédictif qui essaie de deviner le prochain mouvement du drone en permanence. Même si ce n’est pas indiqué explicitement, la formulation suggère qu’il pourrait s’agir d’un système basé sur l’intelligence artificielle.

Apparemment, il fonctionne plutôt bien, même dans des conditions tout sauf idéales. Les auteurs expliquent qu’il affiche une "bonne tolérance" aux différents niveaux d’éclairement, et ce dans n’importe quel environnement. À partir de là, les chercheurs ont pu s’attaquer au deuxième problème, encore plus ardu : la transmission de l’énergie. Car même si un faisceau laser véhicule effectivement une certaine énergie, le rendement n’est pas parfait. Toute l’énergie fournie à l’appareil ne se retrouve pas transmise entièrement au faisceau. Et lorsque ce dernier traverse un milieu, une parte de l’énergie du laser va être perdue à cause du phénomène de diffraction. C’est ce qu’on appelle une atténuation, et cela signifie que l’énergie sera moins importante au bout du faisceau qu’à l’origine.

Pour fournir une quantité d’énergie suffisante au drone, les chercheurs ont dû réduire cette atténuation autant que possible. Ils ont donc développé une solution qui permet d’adapter la forme et la puissance du faisceau en temps réel. Cela permet de réduire l’impact négatif des turbulences atmosphériques sur le faisceau. Et, par extension, d’améliorer la transmission de l’énergie. Ils y ont aussi ajouté un système de sécurité. Si un autre objet comme un oiseau passe entre le drone et la source du laser, l’intensité sera ajustée immédiatement pour éviter de l’endommager.

D’après le South China Morning Post, ces deux éléments ont été intégrés à un prototype. Ce dernier a réussi à se maintenir en l’air pendant une durée prolongée. Les auteurs considèrent que cette preuve de concept « démontre une autonomie potentiellement illimitée pour les drones alimentés optiquement» (ou ODD, pour optics-driven drones).

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Popular Mechanics

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