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Des chercheurs de l’université Cornell ont mis au point une micropuce à faible consommation d’énergie qu’ils appellent "cerveau micro-ondes", le premier processeur capable de traiter à la fois des signaux de données ultra-rapides et des signaux de communication sans fil en exploitant la physique des micro-ondes. Ce processeur est le premier véritable réseau neuronal à micro-ondes et est entièrement intégré à une micropuce en silicium. Il effectue des calculs en temps réel dans le domaine fréquentiel pour des tâches telles que le décodage de signaux radio, le suivi de cibles radar et le traitement de données numériques, tout en consommant moins de 200 milliwatts d’énergie.

« Comme il est capable de se déformer de manière programmable sur une large bande de fréquences instantanément, il peut être réutilisé pour plusieurs tâches informatiques », a déclaré l’auteur principal Bal Govind, M.S. ’24, un doctorant qui a mené la recherche avec Maxwell Anderson ’20, M.S. ’24, également doctorant. « Il contourne un grand nombre d’étapes de traitement du signal que les ordinateurs numériques doivent normalement effectuer ». La micro-puce à faible consommation d’énergie que les chercheurs appellent "cerveau à micro-ondes" est le premier processeur capable de calculer à la fois des signaux de données ultra-rapides et des signaux de communication sans fil en exploitant la physique des micro-ondes.

Cette capacité est rendue possible par la conception de la puce sous forme de réseau neuronal, un système informatique inspiré du cerveau, utilisant des modes interconnectés produits dans des guides d’ondes accordables. Cela lui permet de reconnaître des modèles et d’apprendre à partir des données. Mais contrairement aux réseaux neuronaux traditionnels qui reposent sur des opérations numériques et des instructions étape par étape synchronisées par une horloge, ce réseau utilise un comportement analogique et non linéaire dans le domaine des micro-ondes, ce qui lui permet de traiter des flux de données de plusieurs dizaines de gigahertz, soit beaucoup plus rapidement que la plupart des puces numériques.

La puce peut effectuer à la fois des fonctions logiques de bas niveau et des tâches complexes telles que l’identification de séquences de bits ou le comptage de valeurs binaires dans des données à haut débit. Elle a atteint une précision égale ou supérieure à 88 % dans plusieurs tâches de classification impliquant des types de signaux sans fil, ce qui est comparable aux réseaux neuronaux numériques, mais avec une fraction de la puissance et de la taille. Bal Govind, doctorant, et Alyssa Apsel, directeur Ellis L. Phillips Sr. de l'école d'ingénierie électrique et informatique, ont créé un réseau neuronal à micro-ondes, le premier du genre, entièrement intégré sur une micropuce en silicium. Il effectue des calculs en temps réel dans le domaine des fréquences pour des tâches telles que le décodage de signaux radio, le suivi de cibles radar et le traitement de données numériques, tout en consommant moins de 200 milliwatts d'énergie. Selon les chercheurs, l’extrême sensibilité de la puce aux entrées la rend particulièrement adaptée aux applications de sécurité matérielle telles que la détection d’anomalies dans les communications sans fil sur plusieurs bandes de fréquences micro-ondes.

Cornell University : https://news.cornell.edu/stories/2025/08/researchers-build-first-microwave-brain...

Les systèmes d'intelligence artificielle (IA) comme ChatGPT nécessitent une grande quantité d'énergie pour fonctionner. Pour répondre à cet enjeu, une équipe du Centre d'optique, photonique et lasers (COPL) a conçu une puce optique qui permet de transférer rapidement une quantité gigantesque de données. Aussi fine qu'un cheveu, cette technologie offre une efficacité énergétique inégalée.

Cette innovation repose sur l'utilisation de la lumière pour transmettre l'information. Contrairement aux systèmes traditionnels qui exploitent uniquement l'intensité lumineuse, cette puce utilise également la phase de la lumière, c'est-à-dire son décalage. En ajoutant une nouvelle dimension au signal, le système atteint une performance inégalée, tout en conservant une taille minuscule. « On passe d'une vitesse de 56 gigabits (Gb) par seconde à 1000 Gb par seconde », souligne le doctorant Alireza Geravand, premier auteur de l'étude.

L'équipe de recherche voit un potentiel énorme pour l'apprentissage des modèles d'IA. « Avec 1000 gigabits par seconde, vous pourriez transférer toutes les données d'entraînement – l'équivalent de plus de 100 millions de livres – en moins de 7 minutes, c'est le temps de se préparer un café », ajoute-t-il. Et tout cela ne consommerait que 4 joules, soit l'énergie nécessaire pour chauffer un millilitre d'eau d'un degré Celsius. L'innovation repose sur des microrésonateurs en anneau. Ces minuscules dispositifs de silicium sont capables de manipuler la lumière et d'y encoder de l'information. Le système est composé de deux paires d'anneaux : une pour l'intensité, l'autre pour la phase.

Les centres de données d'IA actuels utilisent des dizaines, voire des centaines de milliers de processeurs, qui communiquent entre eux comme les neurones d'un cerveau. Avec une longueur de quelques millimètres chacun, l'infrastructure nécessaire devient vite énorme et l'énergie pour l'alimenter aussi. « On se retrouve avec un système qui fait des kilomètres de long », précise le doctorant. Grâce à leur technologie, les dispositifs peuvent communiquer rapidement et efficacement, comme s'ils n'étaient qu'à quelques mètres l'un de l'autre. C'est un avantage considérable alors que les besoins en IA ne cessent de croître.

Nature Photonics : https://www.nature.com/articles/s41566-025-01686-1

Une équipe de recherche de l’Université de Bâle a mis au point une nouvelle molécule qui s’inspire de la photosynthèse des plantes : sous l’influence de la lumière, elle accumule simultanément deux charges positives et deux charges négatives. L’objectif est de transformer la lumière du soleil en carburants neutres en CO2. Les plantes utilisent l’énergie de la lumière du soleil pour transformer le CO2 en molécules de sucre riches en énergie. Ce processus, appelé photosynthèse, est à la base de pratiquement toute vie : les animaux et les hommes peuvent ’brûler’ les hydrates de carbone ainsi produits et utiliser l’énergie qui y est stockée. Ce faisant, ils produisent à nouveau du dioxyde de carbone, et la boucle est bouclée.

Ce modèle pourrait également être la clé des carburants écologiques ; des chercheurs travaillent à l’imitation de la photosynthèse naturelle et à la production de composés riches en énergie à l’aide de la lumière du soleil : des carburants solaires comme l’hydrogène, le méthanol ou l’essence synthétique. Lorsqu’ils sont brûlés, ils ne produisent que la quantité de dioxyde de carbone nécessaire à leur production. Ils seraient donc neutres en termes de CO2. Oliver Wenger et son doctorant Mathis Brändlin font état dans la revue spécialisée ’Nature Chemistry’ d’une étape intermédiaire importante vers cette vision d’une photosynthèse artificielle : ils ont développé une molécule particulière qui peut stocker simultanément quatre charges – deux positives et deux négatives – sous l’effet de la lumière.

Le stockage temporaire de plusieurs charges est une condition importante pour transformer la lumière du soleil en énergie chimique : Les charges peuvent être utilisées pour déclencher des réactions – par exemple pour décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène. La molécule est composée de cinq parties qui sont reliées en série et qui remplissent chacune une fonction précise. D’un côté de la molécule se trouvent deux parties qui donnent des électrons et sont ainsi chargées positivement. Deux autres, de l’autre côté, reçoivent des électrons et deviennent ainsi chargées négativement. Au milieu, les chimistes ont placé un élément qui capte la lumière du soleil et démarre la réaction (le transfert d’électrons).

Pour créer les quatre charges, les chercheurs ont procédé par étapes avec deux éclairs de lumière. Le premier flash lumineux frappe la molécule et déclenche une réaction qui produit une charge positive et une charge négative. Ces charges se déplacent respectivement vers l’extérieur, aux extrémités opposées de la molécule. Lors du deuxième flash lumineux, la même réaction se produit à nouveau, de sorte que la molécule contient maintenant deux charges positives et deux charges négatives. Cette excitation progressive permet d’utiliser une lumière nettement plus faible. « Nous nous rapprochons ainsi de l’intensité de la lumière solaire », explique Brändlin. Dans les travaux de recherche précédents, une lumière laser extrêmement puissante était nécessaire, ce qui était loin de la vision d’une photosynthèse artificielle. De plus, les charges dans la molécule restent stables suffisamment longtemps pour être utilisées dans d’autres réactions chimiques.

My Science : https://www.myscience.ch/fr/news/2025/molekuel_fuer_wichtigen_schritt_hin_zu_kue...

Une équipe de chercheurs de l’université de Stanford est parvenue à contrôler la lumière à l’échelle nanométrique. Grâce à un dispositif à la fois simple et révolutionnaire, ils sont parvenus à manipuler avec une précision extrême la couleur et l’intensité de la lumière en utilisant… le son. Ce progrès ouvre des perspectives fascinantes dans de nombreux domaines, de l’affichage holographique à la réalité virtuelle, en passant par les réseaux neuronaux optiques.

Depuis des décennies, la lumière fascine les scientifiques, autant par sa nature ondulatoire que par la difficulté à la contrôler à très petite échelle. Dans le monde de l’optique, miniaturiser les composants permet d’accroître la vitesse, la précision et l’efficacité des dispositifs. Mais moduler la lumière à l’échelle nanométrique – bien en dessous de sa propre longueur d’onde, qui est de l’ordre de 500 nanomètres – restait jusqu’à présent un défi majeur.

L’utilisation du son pour modifier la lumière, appelée acousto-optique, est connue depuis longtemps. Cependant, elle a toujours nécessité des dispositifs relativement volumineux, car les déplacements produits par les ondes acoustiques sont infimes : environ mille fois plus petits que la longueur d’onde de la lumière. Pour amplifier ces effets, les anciens dispositifs devaient être grands, donc lents – une contrainte incompatible avec les besoins actuels en vitesse et en compacité. C’est ici que l’innovation de l’équipe de Stanford, dirigée par le professeur Mark Brongersma et le doctorant Skyler Selvin, change la donne. Leur dispositif repose sur une architecture aussi élégante qu’efficace : une fine couche de polymère à base de silicone, déposée sur un miroir en or, elle-même surmontée d’un réseau de nanoparticules d’or.

La clé réside dans l’épaisseur de la couche de polymère, contrôlée avec une précision de l’ordre de quelques nanomètres (entre 2 et 10 nm). Ce film élastique agit comme un ressort : lorsqu’il est soumis à des ondes acoustiques très haute fréquence (de l’ordre du gigahertz), il se contracte et se dilate imperceptiblement. Ces vibrations minuscules suffisent à modifier l’espacement entre les nanoparticules d’or et le miroir – un changement infime, mais aux effets spectaculaires sur la lumière. Quand une lumière blanche est projetée dans ce système, la lumière est confinée entre les nanoparticules et le miroir. Or, à cette échelle, même des variations d’un nanomètre peuvent modifier radicalement la manière dont la lumière est diffusée. En ajustant les vibrations acoustiques, les chercheurs peuvent ainsi faire varier la couleur et l’intensité de la lumière émise par chaque nanoparticule.

Le résultat est fascinant : dans le noir, les nanoparticules brillent comme un ciel étoilé, chacune scintillant d’une couleur différente. Le miroir doré réfléchit la lumière non absorbée, renforçant le contraste et donnant à chaque point lumineux un éclat saisissant. Ce niveau de modulation optique a surpris même les chercheurs. « Je pensais que ce serait un effet très subtil, mais j’ai été stupéfait par l’ampleur du changement », confie Brongersma. L’efficacité de ce système démontre à quel point l’interaction entre ondes mécaniques et lumière peut être exploitée à des échelles jusqu’ici inaccessibles. Au-delà de la démonstration de principe, les implications de cette technologie sont considérables. Elle pourrait permettre la création de nouveaux types d’écrans ultra-minces, capables d’afficher des images avec une richesse de couleur et une profondeur inégalées. Des casques de réalité virtuelle ou augmentée plus légers, plus précis et moins énergivores pourraient également en bénéficier.

Dans le domaine des communications optiques, cette modulation rapide et fine de la lumière pourrait être utilisée pour transmettre davantage d’informations, plus vite et avec une efficacité énergétique accrue. Enfin, cette technologie ouvre la voie à des réseaux neuronaux photoniques, utilisant la lumière plutôt que l’électricité pour effectuer des calculs – une piste prometteuse pour l’intelligence artificielle de demain.

Stanford University : https://cars.stanford.edu/news/nanodevice-uses-sound-sculpt-light-paving-way-bet...

Des briques de 10 kilos et de 40 cm de longueur sur 20cm de hauteur et 20cm de profondeur, qu'on appelle des “byblocks”, s’assemblent comme des Lego, ces jeux constitués de briques élémentaires. La société qui les produit s’appelle Byfusion et, selon elle, ce n’est pas du recyclage dans la mesure où n’y a pas d’ajout de produits chimiques ou d’additifs. Pour ce faire, elle utilise des sacs plastiques par exemple, notoirement difficiles à recycler, d’autres types de plastique de faible valeur, des stylos ou encore des brosses à dents.

Les plastiques sont ensuite réduits en petits morceaux et fusionnés par la vapeur et de la chaleur dans une machine spéciale, le “blocker system”. En revanche, ces plastiques ne sont ni brûlés, ni fondus, ni liquéfiés. La technique ne dure que quelques minutes et produirait 41 % moins de gaz à effet de serre que des blocs de béton. Pour donner un ordre d’idée, 10 kilos de plastique permettent de fabriquer une brique de 10 kilos.

Ces briques permettent de construire des petites maisons, des bureaux, des abris de jardin et toutes sortes de meubles, entre autres. Le site de la start-up explique que les quartiers, les entreprises et les gouvernements peuvent recycler du plastique localement dans une sorte de cercle vertueux, en créant de l’emploi et des infrastructures. Byfusion espère ainsi recycler 100 millions de tonnes de plastique d’ici 2030. Potentiellement, il s'agit d'un sacré coup de pouce pour l’environnement. Il y a encore quelques années, les États-Unis expédiaient des cubes de plastique vers la Chine, désormais refusés par le pays d'Asie de l’est.

La société Byfusion, fondée en 2017, n’a, toutefois, pas encore conquis le marché de la construction. L’exemple le plus concret, pour le moment est à Tucson dans l’Arizona : la ville a d’abord lancé un programme pilote en 2022 puis signé un contrat de plusieurs années avec l’entreprise en 2023 pour la construction de bancs avec ces briques. À terme, la ville souhaiterait bâtir de petites maisons pour loger les sans-abri de façon temporaire et, ainsi, les aider à se réhabiliter. Un ancien conseiller municipal de la ville envisage aussi l’assemblage d’autres structures en quelques heures, sans s'encombrer des débris d’un chantier traditionnel.

Radio France : https://www.radiofrance.fr/franceinfo/podcasts/bientot-chez-vous/une-start-up-ca...

Des chercheurs suisses et italiens ont suivi 89 patients âgés de 65 à 85 ans. Certains souffraient de la maladie d’Alzheimer ou autres troubles neurodégénératifs engendrant des perturbations de la mémoire similaires. D’autres étaient épargnés par ces atteintes. « En utilisant la technique d’imagerie par PET Scan, nous avons mesuré la formation des plaques amyloïdes à l’origine du trouble neurodégénératif, les marqueurs inflammatoires sanguins, mais aussi les protéines produites par les bactéries intestinales », décrit Moira Marizzoni, principale auteure de l’étude. Résultat, un déséquilibre du microbiote intestinal favorise bien la formation de plaques amyloïdes au niveau du cerveau.

Comment l’expliquer ? « Des protéines produites par certaines bactéries intestinales, identifiées dans le sang des patients, pourraient modifier l’interaction entre l’immunité et le système nerveux et ainsi déclencher la maladie d’Alzheimer », détaille le Professeur Giovanni Frisoni, l’un des chercheurs associés à l’étude, qui ajoute, « Un mécanisme inflammatoire au niveau du sang serait le vecteur entre le microbiote et le cerveau ». Selon les scientifiques, « cette étude pourrait contribuer à développer de nouvelles stratégies préventives basées sur la modulation du microbiote des personnes à risque ». Une idée, « administrer des cocktails de bactéries ou des probiotiques pour nourrir les bonnes bactéries de l’intestin ».

Sud-Ouest : https://www.sudouest.fr/sante/notre-flore-intestinale-pourrait-predire-le-risque...

Des chercheurs de l'Université de Calgary ont développé des capteurs olfactifs inspirés de la nature et qui promettent de transformer des domaines allant de la détection de maladies à la surveillance environnementale. Ces capteurs olfactifs, dont la sensibilité surpasse de mille fois celle du nez humain, détectent les molécules aéroportées à des concentrations aussi basses que 100 parties par milliard. Il s'agit d'une approche innovante en matière de capteurs chimiques qui ne suit pas notre intuition conventionnelle, selon le professeur Sam Kim, à l'école d'ingénierie Schulich de l'Université de Calgary. L'inspiration vient de nos petits voisins à six pattes. Une mouche des fruits près d'une banane ou d'une bouteille de vin ouverte trouve son chemin rapidement.

Le petit capteur, exemple de la nanotechnologie, se compose d'un cristal de quartz vibrant revêtu d'une fine couche d'un matériau poreux appelé structure métallo-organique. Sam Kim affirme que le défi réside dans la création d'un capteur à la fois sélectif et sensible aux molécules. Alors que les capteurs olfactifs traditionnels peinent à différencier des molécules aux propriétés similaires, celui de l'équipe de M. Phani a réussi à reconnaître chaque gaz individuellement lors des expériences. Dans une étude récente, M. Phani et son équipe ont montré qu'un autre de ces capteurs, dix fois plus sensible qu'un nez humain, détectait aussi avec succès des composés organiques comme le benzène et le toluène à très faibles concentrations.

Les implications de cette technologie sont vastes. Arindam Phani envisage une des premières utilisations dans les soins de santé pour améliorer l'analyse de l'haleine. La capacité de détecter des niveaux de l'ordre de quelques parties par milliard, voire moins, ouvre la voie à une nouvelle génération d'analyse de l'haleine, bien plus avancée qu'un alcootest. Cela pourrait mener à une détection plus précise de maladies comme le cancer ou le diabète. Au-delà de la santé, Arindam Phani propose d'autres utilisations vitales, notamment pour détecter précocement des feux de forêt, car des composants comme les oxydes d'azote sont présents à de faibles concentrations au début d'un incendie. Il est possible de concevoir des capteurs spécifiquement adaptés à la détection des feux de forêt, explique M. Phani. Ce chercheur imagine même attacher le capteur à un drone pour cartographier les concentrations en 3D, ce qui pourrait identifier des fuites de gaz le long d'un pipeline, par exemple.

Radio Canada : https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/2188892/nez-bionique-calgary-capteurs-olfac...

Dans le cadre de l’étude ICARUS-BREAST 01, plus de la moitié des patientes atteintes d’un cancer du sein métastatique ont vu leur maladie diminuer ou disparaître complètement grâce au traitement, et chez certaines patientes, cette réponse dure maintenant depuis plus de deux ans. La Dr Barbara Pistilli, cheffe du comité de pathologie mammaire à Gustave Roussy, et Guillaume Montagnac, chercheur Inserm au sein de l’unité “dynamique des cellules tumorales” qu’il dirige à Gustave Roussy, ont coordonné cette étude dont les résultats viennent d’être publiés dans la revue Nature Medicine. Ils mettent en avant l’efficacité du patritumab deruxtecan (HER3-DXd), un conjugué anticorps HER3-médicament, chez des patientes atteintes d’un cancer du sein métastatique hormonodépendant, ayant déjà reçu plusieurs traitements, dont une hormonothérapie, une chimiothérapie et un traitement ciblé spécifique. L’étude livre aussi des premières pistes pour comprendre pourquoi certaines patientes répondent mieux que d’autres à cette thérapie ciblée.

Le cancer du sein reste la tumeur maligne la plus fréquente chez les femmes, avec 2,3 millions de nouveaux cas et 685 000 morts à l’échelle mondiale en 2020. Des chiffres qui témoignent du besoin urgent de développer de nouveaux traitements dans cette indication. Les conjugués anticorps-médicaments (ADC) sont une nouvelle classe thérapeutique qui combinent un anticorps, qui va permettre d’identifier les cellules tumorales à détruire, à un agent cytotoxique, bien souvent une molécule de chimiothérapie. L’anticorps rejoint la cellule cancéreuse pour y délivrer sa charge toxique en épargnant le plus possible les tissus sains.

Les ADC ont déjà montré des résultats cliniques très encourageants dans de nombreuses tumeurs solides et hématologiques. Mais si ces traitements innovants offrent de réels espoirs, leur efficacité reste variable selon les patients. À ce jour, les mécanismes biologiques qui expliquent cette variabilité, en particulier les causes de résistance, restent peu compris. L’identification de biomarqueurs prédictifs de réponse demeure un enjeu pour personnaliser au mieux l’utilisation de ces traitements. Le patritumab deruxtecan est un conjugué anticorps-médicament conçu pour cibler la protéine HER3, présente à la surface des cellules tumorales des cancers du sein hormonodépendants. Cette protéine est impliquée dans les mécanismes de résistance à certains traitements standards, notamment l’hormonothérapie et certaines thérapies ciblées.

De mai 2021 à juin 2023, quatre-vingt-dix-neuf femmes ont reçu le patritumab deruxtecan par perfusion toutes les trois semaines jusqu’à progression de leur maladie ou développement d’une toxicité grave. Les résultats de l’étude montrent que le critère d’évaluation principale a été atteint, puisque 53,5 % des patientes ont vu leur tumeur diminuer de manière significative avec le patritumab deruxtecan, et environ 63 % des patientes ont tiré un bénéfice clinique du traitement (réduction ou stabilisation de la maladie pendant au moins six mois). Enfin, deux patientes ont vu une disparition complète des signes visibles de leur maladie, réponse qui maintenant persiste depuis plus que 2 ans.

Le volet de recherche exploratoire d’ICARUS-BREAST 01 a permis de mieux comprendre pourquoi certaines patientes répondent plus favorablement que d’autres au patritumab deruxtecan, en identifiant des biomarqueurs impliqués dans les mécanismes de résistance. Les analyses des échantillons prélevés pendant le traitement montrent que l’efficacité du médicament semble dépendre de sa bonne diffusion au sein de la tumeur et de l’activation d’une réponse immunitaire spécifique caractérisée par une signature d’interféron, des protéines produites naturellement par l’organisme qui jouent un rôle clé dans la stimulation du système immunitaire.

Presse Inserm du 05.09.2025 : https://presse.inserm.fr/un-conjugue-anticorps-medicament-montre-des-resultats-t.../

Des chercheurs de l'université de Cambridge dirigés par le Professeur Oren Scherman ont développé un matériau qui peut ressentir de minuscules changements au sein du corps, comme lors d'une évasion d'arthrite et libérer des médicaments exactement où et quand ils sont nécessaires. Le matériau spongieux peut être chargé de médicaments anti-inflammatoires qui sont libérés en réponse à de petits changements de pH dans le corps. Lors d'une poussée d'arthrite, une articulation devient enflammée et légèrement plus acide que les tissus environnants.

Ce matériau a été conçu pour répondre à ce changement naturel de PH. À mesure que l'acidité augmente, le matériau devient plus doux et plus semblable à la gelée, déclenchant la libération de molécules de médicament qui peuvent être encapsulées dans sa structure. Étant donné que le matériau est conçu pour répondre uniquement dans une plage de pH étroite, ces médicaments pourraient être libérés précisément où et quand ils sont nécessaires, réduisant potentiellement les effets secondaires.

S'il est utilisé comme cartilage artificiel dans les articulations arthritiques, cette approche pourrait permettre le traitement continu de l'arthrite, améliorant l'efficacité des médicaments pour soulager la douleur et lutter contre l'inflammation. Il s'agit d'un réel progrès, quand on sait que l'arthrite affecte plus plus de 600 millions de personnes. Le matériau développé par l'équipe de Cambridge utilise des réticulations spécialement conçues et réversibles dans un réseau polymère. C'est la réactivité de ces liens aux changements dans les niveaux d'acidité qui confère au matériau des propriétés mécaniques très précises.

Contrairement à de nombreux systèmes d'administration de médicaments qui nécessitent des déclencheurs externes tels que la chaleur ou la lumière, celui-ci est alimenté par la propre chimie du corps. Cette nouvelle approche chimique pourrait ouvrir la voie à des traitements d'arthrite plus durables et ciblés qui réagissent automatiquement aux poussées, augmentant l'efficacité thérapeutique, tout en réduisant les effets secondaires nocifs. Selon ces chercheurs, cette approche pourrait être adaptée à une large gamme de pathologies, en affinant la chimie du matériau. « C'est une approche très flexible, nous pourrions donc en théorie intégrer à la fois des médicaments à action rapide et à action lente, et avoir un seul traitement qui dure des jours, des semaines ou même des mois », souligne Stephen O'Neill qui a participé à ces recherches.

University of Cambridge : https://www.cam.ac.uk/research/news/artificial-cartilage-could-improve-arthritis...

Notre intestin se reconstitue constamment, renouvelant pour ce faire ses cellules à intervalles de quelques jours afin de préserver la santé de la muqueuse intestinale. En cas de blessure, l’organisme doit être capable d’amorcer rapidement ce système. Dans de rares cas cependant, le système tombe totalement en panne, entraînant une affection grave, voire mortelle.

Le syndrome de la fibromatose hyaline (HFS) en est un exemple. Cette maladie génétique rare peut provoquer des déformations cutanées douloureuses, des problèmes articulaires et, dans sa forme la plus grave, une diarrhée mortelle chez le très jeune enfant. Ce symptôme intestinal extrême a longtemps intrigué les médecins, car les intestins des patients atteints du HFS peuvent paraître normaux au microscope. On sait que la maladie est provoquée par la mutation d’un gène nommé CMG2, dont le rôle dans la biologie intestinale n’a pas encore été élucidé.

La reconstruction intestinale repose sur un petit groupe de cellules souches localisées à la base des cryptes intestinales. Ces cellules sont capables de régénérer la paroi intestinale après une lésion. Lorsqu’elles sont détruites, d’autres cellules voisines reviennent à un état primitif, semblable à celui du fœtus, et renouvellent ainsi le stock de cellules souches. Ce processus est étroitement contrôlé par des signaux moléculaires, incluant une voie de signalisation bien connue dite voie Wnt. Si un maillon de cette chaîne de régénération vient à manquer, le processus de guérison est interrompu.

Une équipe dirigée par Gisou van der Goot, professeure au Laboratoire de biologie cellulaire et membranaire de l’EPFL, a découvert le rôle insoupçonné du CMG2 dans ce processus de guérison. En observant un modèle murin de HFS, les scientifiques ont constaté que, bien que l’intestin semblait normal dans des conditions ordinaires, il ne parvenait pas à se régénérer après une lésion. Les résultats, publiés dans EMBO Molecular Medicine, permettent d’expliquer les problèmes intestinaux potentiellement mortels observés dans les cas sévères de HFS et révèlent de nouvelles informations sur la façon dont notre organisme répare les tissus endommagés.

Les chercheuses et chercheurs ont utilisé des souris n’exprimant pas le gène CMG2 et les ont exposées à un produit chimique qui imite les lésions intestinales en provoquant une colite. Cette exposition a entraîné des niveaux d’inflammation et de lésions tissulaires similaires, chez les souris normales comme chez les souris mutantes. En revanche, lorsque l’administration du produit chimique a été interrompue, seules les souris normales ont guéri. L’état des souris privées de CMG2 a continué à se dégrader, se traduisant par une perte de poids et des signes persistants d’inflammation.

Pour en comprendre la raison, les chercheuses et chercheurs se sont penchés sur le processus de régénération des cellules souches. Normalement, les cellules passent d’abord à un état fœtal, puis redeviennent des cellules souches adultes marquées par le gène Lgr5; cette transition dépend de l’activation de la signalisation Wnt. Chez les souris mutantes, le passage initial à des cellules de type fœtal s’est fait normalement, mais la transformation en cellules souches adultes a échoué.

L’équipe a attribué cet échec à un dysfonctionnement de la signalisation Wnt, plus précisément à une incapacité de la β-caténine à pénétrer dans le noyau cellulaire et à activer les gènes responsables de la prolifération des cellules souches.

L’étude montre que le CMG2 n’est pas nécessaire au fonctionnement normal de l’intestin, mais qu’il devient essentiel lorsque les tissus sont endommagés. Sans ce gène, le signal Wnt indispensable ne se déclenche pas pendant la régénération, bloquant ainsi le renouvellement du stock de cellules souches. Cela pourrait également expliquer pourquoi les patientes et patients atteints de HFS présentant des mutations sévères du CMG2 souffrent de diarrhées potentiellement mortelles à l’issue d’un stress intestinal.

L’étude met en lumière une maladie génétique rare, mais aussi la capacité d’auto-régénération de l’intestin. Les résultats suggèrent que le CMG2 amplifie la signalisation Wnt de manière spécifique lors d’une lésion. Ces conclusions pourraient avoir une portée plus large, notamment en médecine régénérative et dans le domaine des maladies inflammatoires de l’intestin, où le renouvellement des cellules souches joue un rôle crucial.

EPFL : https://actu.epfl.ch/news/un-gene-ignore-controle-la-regeneration-intestinal/

L’un des moyens d’apprendre est de tester différentes choses, faire des erreurs, et ajuster son comportement en fonction de ce qui fonctionne. C’est ce qu’on appelle l’apprentissage par essais et erreurs. Jusqu’à présent, on savait que le cerveau utilisait la récompense pour apprendre : il compare ce qu’on espère obtenir avec ce qu’on a réellement obtenu, et s’en sert pour décider si une action vaut la peine d’être refaite ou non. Mais des chercheurs de l’University College de London ont découvert un deuxième système d’apprentissage. Celui-ci ne tient pas compte du résultat, mais de la fréquence : il renforce les actions qu’on a faites souvent dans le passé, même si elles n’étaient pas forcément utiles ou récompensées.

Il a déjà été démontré que le premier système d’apprentissage, basé sur la récompense, implique la dopamine : quand un résultat est meilleur ou pire qu’attendu, les neurones à dopamine le signalent (ce signal s’appelle l’erreur de prédiction de récompense). Toutefois, les chercheurs ont montré dans cette étude que la seconde stratégie, qui serait liée aux habitudes, envoie également des signaux dopaminergiques quand une action est souvent répétée (ce signal s’appelle l’erreur de prédiction d’action). Ce deuxième système pourrait permettre au cerveau, selon les auteurs, de libérer des ressources cognitives : une fois une action automatisée (comme un trajet), on peut faire autre chose en parallèle (écouter un podcast, téléphoner…).

 Les neurones qui servent à apprendre par la récompense envoient leurs signaux vers une région située à l’avant du cerveau appelée noyau accumbens (partie ventrale du striatum). Les chercheurs ont montré que les neurones dopaminergiques impliqués dans l’apprentissage par la répétition d’actions envoient leurs signaux vers une autre zone située plus à l’arrière du cerveau, appelée queue du striatum. Les scientifiques ont mené des expériences chez des souris, en utilisant une tâche pour laquelle les animaux devaient choisir entre deux sons. Pour certains animaux, la queue du striatum était lésée. Les chercheurs ont remarqué que ces souris apprenaient la tâche aussi bien que celles témoins au départ, puis une fois que chaque souris avait développé une préférence pour l’un des deux sons, les souris témoins choisissaient plus rapidement que celles lésées.

Les chercheurs ont par la suite bloqué cette zone chez des souris déjà entraînées et ont observé une chute drastique de leurs performances. Ainsi, au départ, les souris apprendraient par récompense puis, une fois l’action répétée, c’est le système "par habitude" qui prendrait le relais. Ces résultats pourraient expliquer pourquoi certaines habitudes sont si difficiles à changer : elles ne sont pas conservées parce qu’elles sont utiles ou agréables, mais parce qu’on les a répétées souvent. Une fois ancrées par ce second système d’apprentissage, le cerveau pourrait les déclencher automatiquement, même si elles ne sont plus adaptées. Les chercheurs suggèrent que pour casser une mauvaise habitude, le plus efficace serait de la remplacer par une nouvelle, afin de créer un automatisme alternatif par répétition.

Les scientifiques ont identifié une zone précise du cerveau impliquée, ce qui pourrait permettre d’ouvrir la voie à de futures thérapies ciblées dans les troubles où les habitudes prennent le dessus, comme les addictions, les comportements compulsifs. Cette découverte a également une répercussion pour la maladie de Parkinson. En effet, dans cette maladie, les neurones à dopamine dégénèrent. Il se pourrait que ces neurones soient impliquée dans le système d’apprentissage par action répétée, ce qui pourrait expliquer pourquoi un patient parkinsonien a parfois du mal à réaliser des mouvements automatiques comme marcher, mais arrive à faire des gestes plus inhabituels comme du patinage artistique.

Nature : https://www.nature.com/articles/s41586-025-09008-9

Des chercheurs de l'Université de l'Arizona ont conçu une nouvelle méthode pour fournir des médicaments de chimiothérapie contre le cancer aux tumeurs pancréatiques et cancer du sein plus efficacement et avec moins de dommages aux tissus sains que les formes standard de chimiothérapie. La nouvelle formulation, par l'équipe de recherche, du paclitaxel peut aider à surmonter certaines limites courantes des médicaments de chimiothérapie, préparant la voie à une nouvelle plate-forme prometteuse pour traiter le cancer et d'autres maladies.

Le Paclitaxel, un pilier de la chimiothérapie du cancer, est utilisé pour traiter un large éventail de cancers, notamment le sein, le pancréatique, le poumon et l'ovaire. Mais il peut produire des effets indésirables importants, au niveau du foie et de la rate. Cette  nouvelle méthode d'administration du médicament utilise les propriétés uniques des minuscules bulles de graisse, appelées nanovésicules. Une nanovésicule est une forme de nanoparticule, couplée chimiquement avec le le paclitaxel à la sphingomyéline, une molécule présente dans les membranes cellulaires.

La nouvelle formulation, appelée paclitaxome, a une efficacité thérapeutique nettement supérieure aux médicaments de chimiothérapie classique Taxol et Abraxane, notamment  contre le cancer du sein triple négatif et le cancer avancé du pancréas chez la souris. Le paclitaxel modifié a également amélioré l'administration de combinaisons de médicaments, comme l'association paclitaxel- gemcitabine et paxitel-carboplatine. Selon l'étude, cette nouvelle formulation chimique pourrait être étendue à un large éventail de médicaments. 

Bioengineer : https://bioengineer.org/reformulated-cancer-drug-enhances-tumor-targeting-and-st...

Des chercheurs américains de l'université du Michigan ont identifié le mécanisme biologique expliquant pourquoi les fumeurs développent des cancers du pancréas particulièrement agressifs. L’incidence du cancer du pancréas, dont l’adénocarcinome pancréatique est le type le plus courant, ne cesse de croître. Et, comme pour le cancer du poumon, le tabac est reconnu comme l’un des facteurs de risques. Une équipe du Centre de cancérologie Rogel de l’Université du Michigan vient d’identifier une cellule spécifique qui réagit aux toxines environnementales, notamment celles présentes dans les cigarettes.

Selon leur étude, ces toxines, en se liant à certaines cellules, déclenchent la libération d’une protéine appelée interleukine-22, qui favorise une croissance tumorale particulièrement agressive. En cherchant à comprendre ce phénomène, les scientifiques ont mis en lumière le rôle crucial des cellules T-régulatrices productrices d’IL-22, un type de cellule immunitaire jusqu’alors associé aux maladies auto-immunes, mais jamais au cancer du pancréas. « Ces cellules T-régulatrices ont la capacité non seulement de produire de l’IL-22 mais aussi de supprimer massivement l’immunité anti-tumorale », explique le Docteur Timothy L. Frankel, auteur principal de l’étude et co-directeur du Centre Rogel et Blondy pour le cancer du pancréas. « C’est une attaque à double tranchant ». Preuve en est, lorsque les scientifiques ont éliminé toutes les cellules T-régulatrices chez des souris : « nous avons complètement neutralisé la capacité des substances chimiques de la cigarette à favoriser la croissance tumorale », continue-t-il.

Des résultats qui ont par la suite été confirmés sur des cellules immunitaires humaines, ainsi que sur des cellules de patients atteints d’un cancer du pancréas. Effectivement, les fumeurs atteints d’un cancer du pancréas présentaient davantage de cellules T-régulatrices que les non-fumeurs. Selon le Docteur Frankel, les cellules T-régulatrices sont donc la cible à atteindre : « si nous parvenons à inhiber ces cellules, nous pourrions également débloquer l’immunité antitumorale naturelle. Celle-ci pourrait de plus être renforcée par les immunothérapies actuelles, peu efficaces dans le cancer du pancréas en raison de l’environnement immunosuppresseur ».

University of Michigan : https://www.michiganmedicine.org/health-lab/study-shows-how-smoking-drives-pancr...

Des chercheurs de l'université Johns Hopkins de Baltimore ont analysé les dossiers hospitaliers des 56,5 millions de patients américains couverts par le programme d'assurance santé Medicare. Pour ceux admis pour la première fois entre 2000 et 2014 avec des lésions protéiques, les scientifiques ont estimé leur exposition à long terme aux PM2,5 à partir des codes postaux renseignés.

Ainsi, l'équipe a constaté qu'une exposition prolongée à ces particules fines augmentait le risque de démence à corps de Lewy, mais avait en revanche un impact moindre sur les taux d'une autre maladie neurodégénérative, non liée à ces protéines toxiques.

Pour déterminer si la pollution pouvait déclencher la formation de corps de Lewy, les scientifiques ont ensuite exposé des souris à des PM2,5 tous les deux jours pendant 10 mois. Certains animaux avaient été génétiquement modifiés pour ne pas produire d'alpha-synucléine. Résultat : chez les souris normales, les cellules nerveuses sont mortes, entraînant un rétrécissement du cerveau et un déclin cognitif. Tandis que les souris génétiquement modifiées, elles, n'ont pratiquement pas été affectées.

Des travaux ultérieurs également menés sur des souris ont montré que la pollution aux PM2,5 favorisait la formation d'amas "agressifs, résilients et toxiques" d'alpha-synucléine, très similaires aux corps de Lewy chez l'Homme. Bien que ces travaux aient été menés sur l'animal, ils mettent ainsi en évidence un mécanisme qui pourrait expliquer les observations faites sur les patients humains.

Science : https://www.science.org/doi/10.1126/science.adu4132

La vescalagine est une molécule naturelle capable d’inhiber l’action des cellules responsables de la dégradation de la matière osseuse appelées ostéoclastes, une des approches thérapeutiques envisagées pour lutter contre l’ostéoporose. Membre d’une famille de tannins appelés ellagitannins que l’on retrouve dans les vins maturés en fûts de chêne, elle est extraite pour la première fois du bois de chêne en 1967. Cette substance naturelle bioactive, également identifiée pour ses effets antioxydants et anti-inflammatoires, intéresse donc tout particulièrement les scientifiques qui cherchent à la produire de manière synthétique.

Pour réaliser sa synthèse totale, une équipe de l’Institut des sciences moléculaires (CNRS/Université de Bordeaux/Bordeaux INP) a développé une approche innovante inspirée de la manière dont cette substance est naturellement produite dans certaines espèces de chênes et de châtaigniers. En optimisant les synthèses de plusieurs intermédiaires réactionnels bien identifiés, ils sont parvenus pour la première fois à produire de la vescalagine synthétique en 13 étapes avec un rendement global de 4 %, une prouesse dans le monde de la recherche académique. Les clés du succès de cette synthèse : des complexes de cuivre(II) et des diamines spécifiquement choisis pour optimiser les réactions menant à deux motifs complexes appelées hexahydroxydiphénoyles et nonahydroxytriphénoyles que l’on retrouve dans la structure de la vescalagine.

La source principale de la vescalagine reste pour l’instant son extraction à partir de bois de cœur de chêne ou de châtaigner. Mais la manière d’obtenir les intermédiaires réactionnels selon ces voies bio-inspirées pourra aider à identifier les enzymes impliquées dans les synthèses que réalisent les plantes, et franchir un grand pas dans les recherches futures en chimiobiologie ou en enzymologie dédiées à la compréhension de la biosynthèse de ces ellagitannins.

CNRS Chimie du 02.09.2025 : https://www.inc.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/synthese-totale-bio-inspiree-de-la-vescalagi...