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RTFLASH Recherche & Technologie
NUMERO 548
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 18 Mars 2010
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Egalement dans ce numéro
TIC
Un laser facilite le transfert d'informations en intérieur
Les technologies de l'information au service de la santé
Avenir
Origami d'ADN et nano-échafaudages
Matière
La capacité éolienne mondiale s'est accrue de 31 % en 2009
Espace
Jason-3 pour comprendre le changement climatique
Mars Express frôle la plus grosse lune de Mars
La relativité générale confirmée à l'échelle cosmique
Terre
Arctique : le méthane s'échappe de l'océan en quantité plus importante que prévue
Lutte contre la déforestation : vers un accord international
Vivant
Vaccin contre le paludisme : nouvelles avancées
Cancer de la prostate : un virus au combat !
Une technique d'imagerie en 3D, debout, à très faible taux d'irradiation !
Les fullerènes, vecteurs de transport prometteurs pour la thérapie génique
Un gène de prédisposition au cancer du poumon
Edito
Nanotechnologies et cancer : une révolution est en marche



Un des grands défis actuels en cancérologie est la détection précoce des cellules cancéreuses qui permet d'agir de manière beaucoup plus efficace et d'augmenter considérablement les chances de guérison du patient.

Pour traiter de manière définitive un cancer, il faut s'assurer que toutes les cellules cancéreuses ont été éliminées. Il est alors capital de pouvoir détecter et traiter les cellules cancéreuses de manière individuelle, ce que les traitements actuels ne permettent pas. La détection individuelle des cellules malades assurerait une détection précoce des cancers, notamment avant l'apparition de métastases qui compliquent les traitements. Elle permettrait aussi de cibler les traitements sur les cellules malades évitant ainsi de détruire les tissus sains.

Les nanoparticules et nanovecteurs ont des caractéristiques qui permettent de répondre à la fois à la problématique de la détection individuelle et à celle du ciblage des traitements. Les propriétés, notamment optiques et magnétiques, de diverses nanoparticules permettent de développer un vaste éventail de méthodes de détection. Les nanoparticules sont fonctionnalisées afin de se fixer aux cellules cancéreuses ou de détecter leur présence via des protéines spécifiques. Les nanoparticules font alors office d'agents de contraste, révélant, une fois liées à leur cible, la présence de cellules cancéreuses.

La fonctionnalisation des nanoparticules autorise aussi leur utilisation en tant que vecteurs des médicaments vers les cellules cancéreuses. Le médicament, attaché à la nanoparticule, est alors délivré de manière ciblée à la cellule malade sans toucher les cellules saines de l'organisme. De plus, les propriétés des nanocomposés leur permettent aussi de se transformer, parfois grâce à une excitation extérieure, en agents destructeurs des cellules cancéreuses.

Les nanoparticules peuvent ainsi combiner simultanément diagnostic et thérapie ouvrant la voie à la théranostique. Des nanocomposés délivrés dans l'organisme permettraient donc de détecter les cellules cancéreuses et de les détruire quasiment dès leur apparition, remplaçant en quelque sorte les mécanismes naturels déficients.

Depuis 2004, les Etats-Unis ont fédéré la recherche en nanomédecine par la création de la NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer. Cette alliance a pour but de dynamiser la recherche en développant des centres d'excellence et en mettant en place des plates-formes technologiques. De nombreuses avancées consistent à permettre à des nanoparticules d'infiltrer la cellule malade. Une fois en place, la particule, avec ou sans stimulation extérieure, révèle ses propriétés et assure la destruction de la cellule cancéreuse.

Des chercheurs de l'Argonne National Laboratory en lien avec l'University of Chicago Brain Tumor Center sont parvenus à infiltrer dans des cellules cancéreuses du cerveau, via des anticorps ciblant ces cellules, des nanodisques de fer-nickel recouverts d'or. L'application d'un champ magnétique alternatif entraine une oscillation de ces particules, et l'énergie libérée provoque l'apoptose de la cellule cancéreuse.

Au Georgia Institute of Technology, des chercheurs viennent de démontrer que l'inclusion de nanoparticules d'or au sein des noyaux de cellules cancéreuses perturbe leur multiplication. La cellule commence sa réplication mais celle-ci s'interrompt à cause des interactions créées entre la nanoparticule et l'ADN. L'instabilité créée entraine la mort de la cellule.

Une autre équipe du Georgia Institute of Technology en lien avec l'Ovarian Cancer Institute a utilisé des nanoparticules d'hydrogel afin de délivrer au sein des cellules cancéreuses un "petit ARN interférant" (siRNA). Un hydrogel est un réseau de polymères non-solubles dans l'eau ayant un très fort pouvoir absorbant. Les nanoparticules d'hydrogel sont donc capables de retenir en leur sein une grande quantité de composés. Les siRNA contenus dans la nanoparticule sont progressivement libérés dans la cellule permettant de limiter pendant quelques jours la multiplication de récepteurs qui inhibent l'apoptose de la cellule et accélère sa réplication. Cela ouvre une fenêtre thérapeutique améliorant l'impact de la chimiothérapie.

A la Rice University de Houston, une équipe à mis au point une technique permettant de détruire des cellules cancéreuses à l'aide de nanoparticules d'or. Une fois les nanoparticules fixées aux cellules cancéreuses à l'aide d'anticorps spécifiques, une impulsion laser les transforme en "nanobulles". L'énergie libérée localement permet de détruire la cellule, la nanobulle agissant comme un marteau piqueur. A une énergie moins importante, la nanobulle sert de marqueur signalant la présence de cellules cancéreuses.

Début 2010, des chercheurs du Brigham and Women's Hospital (BWH) et du département Health Sciences and Technology de Harvard et du Massachussets Institute of Technology) ont conçu des nanoparticules à partir d'un polymère biodégradable et biocompatible approuvé par la Food and Drug Administration (FDA). Ces nanoparticules sont chimiquement modifiées pour cibler et inhiber la voie de signalisation des mitogen activated protein kinases (MAPK). En inhibant ces voies, la prolifération des cellules cancéreuses est empêchée. Les cellules cancéreuses ciblées par les nanoparticules sont ainsi prédisposées aux effets cytotoxiques des agents de chimiothérapie.

L'équipe de chercheurs a aussi modifié le polymère pour augmenter la charge de médicaments portée par les nanoparticules d'un facteur 20. Cibler les cellules cancéreuses seules et en les prédisposant à recevoir les agents chimiothérapiques grâce à ces nouvelles nanoparticules permettra d'utiliser des concentrations de médicaments bien plus faibles, et les patients souffriront de beaucoup moins d'effets secondaires.

Les résultats obtenus en laboratoire sont très prometteurs. La combinaison des nanoparticules et du médicament Cisplatine, utilisé dans le traitement de nombreux cancers (des testicules, de l'ovaire, de la sphère ORL, de l'oesophage, du col de l'utérus, de la vessie et les cancers de la peau), a prouvé son efficacité à empêcher le développement in vitro de cellules cancéreuses de la peau et du foie et même provoqué leur mort.

Déjà, une dizaine de nanomédicaments, concernant notamment le traitement du cancer (Endorem, Caelyx, Doxil...) et de mycoses profondes (Ambisome), sont sur le marché. Ces nanoparticules biodégradables peuvent délivrer leurs principes actifs à un organe, un tissu ou une cellule malade. Celles de première génération sont reconnues par l'organisme comme des corps étrangers et donc éliminées via le foie. Elles s'avèrent donc très utiles, mais uniquement pour les pathologies hépatiques.

Comme le souligne Patrick Couvreur, directeur du laboratoire « Physicochimie, pharmacotechnie, biopharmacie « On peut équiper ces nanotransporteurs de “têtes chercheuses » (vitamines, hormones, anticorps, peptides...) qui vont reconnaître de manière sélective les cellules pathologiques cibles », ». Autre avantage de ces missiles hyperminiaturisés : en y intégrant des nanoparticules métalliques, la libération du médicament, au lieu d'intervenir de manière passive, au fil du temps, peut être activée à volonté par des ultrasons ou par chauffage radiofréquence.

Une autre application des nanovecteurs semble très prometteuse. Il ne s'agirait plus de délivrer aux cellules des substances médicamenteuses mais des portions d'ADN. Les nanovecteurs pourront acheminer de petits fragments d'acides nucléiques afin d'inhiber l'expression d'un gène cancéreux ou viral. C'est dans ce domaine que travaillent notamment des chercheurs de l'université de Tokyo, qui viennent de démontrer l'efficacité des fullerènes - des molécules de carbone prouvant prendre différentes formes - comme de vecteur de transport de matériel génétique. (Voir article dans notre rubrique « Sciences du vivant »).

20 ans après la découverte de la structure des nanotubes de carbone en 1991 par le japonais Sumio Iijima, on voit donc, à la lumière de ces recherches remarquables que les nanotechnologies et les nano-composants, qui font converger physique, chimie, électronique et biologie, sont déjà au coeur d'une révolution scientifique et médicale qui a déjà commencé et va bouleverser, d'ici 10 ans, toute la cancérologie, tant le domaine du diagnostic précoce qu'en matière thérapeutique.

René Trégouët

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat


TIC
Information et Communication
Un laser facilite le transfert d'informations en intérieur
Vendredi, 19/03/2010 - 00:00

Pour perfectionner le transfert d'informations sans-fil en entreprise ou à son domicile, des chercheurs de l'université Purdue aux Etats-Unis proposent d'utiliser un système dit de "pulsations laser". Celui-ci consiste en un boîtier qui canalise toutes les informations en transit. "Cette borne est en quelque sorte un ordinateur par lequel passent les informations", explique Minghao Qi, l'un des scientifiques ayant participés au projet. Et qui les redistribue à chacun des appareils auxquels elles sont adressées, sous forme de pulsations. Ce, en convertissant des signaux laser en ondes radio "améliorées". L'avantage d'un tel système est double : tout d'abord, cela permet de transférer de plus importantes quantités d'informations d'un appareil à un autre.

Cela dans des délais réduits, puisque chaque pulsation laser dure environ 100 femtosecondes*. Autre avantage : le système permet de limiter les interférences. "Jusqu'à présent, lorsque les signaux radio rencontraient un mur, ou un objet quelconque à l'intérieur du bureau ou du domicile, cela créait des interférences",indique Andrew Weiner, qui a également participé au projet. Avant d'ajouter : "Ici, il n'est pas nécessaire d'avoir une fréquence radio continue". A noter : la technologie qui permet de convertir des signaux laser en fréquence radio n'est pas nouvelle.

Mais elle nécessitait jusqu'à présent des installations conséquentes. Cette fois, les chercheurs sont parvenus à l'intégrer dans une puce informatique. Pour le moment, le système ne fonctionne que de manière unilatérale : il reçoit un signal et le redirige vers l'appareil correspondant. "A terme, nous espérons perfectionner le boîtier pour permettre un trafic dans les deux sens, ce qui permettra de véritables interactions", poursuit Minghao Qi. "Ce système permet toutes sortes de communications", conclut-il." Cela va des émissions de télévision haute-définition aux connexions sécurisées entre ordinateurs".

Atelier

Les technologies de l'information au service de la santé
Vendredi, 19/03/2010 - 00:00

Les technologies de l'information font évoluer le secteur de la santé en Europe, mais pas aussi vite que ne le souhaiterait l'Union européenne. C'est avec ce constat en tête que les ministres de la santé européens se rencontrent en Espagne, afin de définir des objectifs à long terme en matière de «santé en ligne», soit l'ensemble des soins de santé prodigués à l'aide de produits et de services électroniques. La réussite de la santé en ligne suppose non seulement d'employer de nouvelles techniques, mais aussi de repenser les méthodes de travail.

Pour la première fois, cette rencontre annuelle se tient la même semaine et dans la même ville (Barcelone) qu'une autre conférence annuelle sur la santé en ligne - celle-ci destinée aux professionnels de santé et aux spécialistes des technologies de l'information. Organisé avec le soutien de la Commission européenne, ce forum est aussi un salon professionnel, exposant les dernières évolutions d'un des secteurs les plus prometteurs en Europe.

L'Espagne, qui occupe actuellement la présidence tournante de l'Union, a voulu organiser ces deux événements en parallèle afin d'intensifier les échanges et de stimuler l'action de l'UE en faveur de la santé en ligne.

La Commission encourage l'utilisation des technologies de l'information dans le secteur de la santé depuis 2004. Elle estime que les services électroniques ont un rôle primordial à jouer dans le développement d'un marché de la santé intégré à l'échelle européenne, et aussi dans le contrôle des dépenses de santé, qui sont en hausse constante. Ces dépenses représentent entre 4 % et 11 % du produit intérieur brut dans l'UE, et entre 10 % et 18 % de l'ensemble des dépenses publiques.

Le maintien de systèmes de santé financés par les contribuables coûte de plus en plus cher, à mesure que la population vieillit et que la demande de services augmente. On estime qu'en 2050, près de 40 % de la population de l'UE aura plus de 65 ans, alors qu'il y aura moins de travailleurs pour financer le système.

En 2008, l'UE a classé la santé en ligne parmi les six marchés émergents dans lesquels l'Europe peut occuper le premier rang mondial. Les services de santé en ligne sont, après les médicaments et l'équipement médical, le troisième grand secteur de la santé en Europe. Les réseaux d'information, les portails consacrés à la santé et les dossiers médicaux électroniques sont des exemples d'avancées dans ce domaine.

Si une large majorité de médecins ont aujourd'hui recours à l'informatique pour conserver et communiquer des informations médicales, rares sont ceux qui se servent d'applications telles que les ordonnances électroniques et la télésurveillance, qui permet à des patients d'être suivis à distance par leur médecin. Le transfert de données médicales entre pays reste rare, ce qui constitue un vrai problème dans un monde où la mobilité s'accroît.

EU

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Avenir
Nanotechnologies et Robotique
Origami d'ADN et nano-échafaudages
Vendredi, 19/03/2010 - 00:00

Au cours d'une conférence donnée à l'Institut Californien pour les Nanosystèmes (California NanoSystems Institute - CNSI) à l'Université de Californie, Los Angeles (UCLA), le professeur Paul Rothemund de l'Institut de Technologie de Californie (California Institute of Technology - Caltech) a présenté l'avancée de ses travaux en matière d'origami d'ADN. Cette technique de pliage d'un brin d'ADN en une forme bidimensionnelle donnée a été mise au point en 2006

La technique se base sur l'utilisation d'un long brin d'ADN dont la séquence est connue et d'une multiplicité de brins courts et généralement synthétiques, appelés "agrafes", choisis afin que leur séquence soit complémentaire de celles de plusieurs zones non adjacentes situées sur le long brin. En s'hybridant spécifiquement au niveau de ces zones, les agrafes pincent le long brin, le plient et le maintiennent en place.

La généralisation de ce principe et le choix des "agrafes", assisté par des simulations informatiques, permettent d'obtenir des motifs complexes tels qu'une carte des Etats-Unis, de Chine ou des "smileys" et ce à une échelle de la centaine de nanomètres.

Le domaine d'application développé par le Pr. Rothemund sur les bases de cette découverte est la programmation moléculaire.

Contrairement au domaine phare de la biologie synthétique, qui cherche à "reprogrammer" des organismes vivants (cellules et bactéries, principalement) afin de les transformer en "bio-usines" pour le traitement de déchets ou la production de molécules biologiques complexes, la programmation moléculaire place les molécules au coeur du dispositif en utilisant les transformations biologiques complexes auxquelles ces molécules sont assujetties afin, par exemple, de mimer les processus électroniques qui ont lieu dans les processeurs informatiques, de mettre au point des moteurs moléculaires ou des "nanoboîtes" permettant d'encapsuler des molécules pharmaceutiques .

Les différentes études en cours cherchent à mettre au point des composants nanométriques à base d'ADN replié, qui seront ensuite combinés entre eux pour former des structures plus complexes, bi- ou tridimensionnelles.

Le domaine actuellement exploré par le Pr. Rothemund concerne l'utilisation de ces structures d'ADN comme échafaudage pour la conception et l'intégration de nano systèmes.

Son objectif est à terme de pouvoir proposer des substrats couverts de nanostructures d'ADN et d'utiliser la spécificité des interactions entre bases pour déposer des nanotubes de carbone sur ces substrats. Les nanotubes seraient guidés avec une grande précision vers leur position finale par des brins d'ADN fixés à leur surface, grâce la complémentarité entre la séquence de ces brins "guides" et celle du substrat d'ADN à la localisation choisie.

Les techniques actuelles de nanolithographie permettent d'atteindre des échelles comparables à celles des nanostructures développées par le Pr. Rothemund. Il serait donc actuellement possible de traiter un substrat afin de former une grille de nanostructures d'ADN telles que des triangles. L'objectif consiste par la suite à créer des nanocircuits sur chaque point de la grille (c'est-à-dire chaque nanostructure d'ADN) puis de relier ces nanocircuits entre eux.

Les études actuelles visent à optimiser les performances de ce nouveau matériau qui souffre encore de certains défauts tels que l'inhomogénéité de la production des nanostructures ou les interactions non souhaitées auxquelles elles sont sujettes. Dans ce dernier domaine, il est désormais connu que les interactions entre nanostructures d'ADN replié sont dues au "stacking" (empilement) des bases, qui est une interaction forte en partie responsable du repliement de l'ADN en double hélice en temps normal.

Il est possible de moduler cette interaction en optimisant le repliement de l'ADN de façon à ce que les arêtes de la nanostructure présentent un "code" favorisant ou non les interactions avec les autres nanostructures. Ceci permet la production de longues chaînes de nanostructures (dont les maillons sont constitués de briques d'ADN présentant une haute affinité les unes pour les autres) ou de rouages nanométriques.

[BE">1] par le Pr. Rothemund (voir BE Etats-Unis 28, "Pliage et auto-assemblage de l'ADN pour créer des nanostructures" ).

La technique se base sur l'utilisation d'un long brin d'ADN dont la séquence est connue et d'une multiplicité de brins courts et généralement synthétiques, appelés "agrafes", choisis afin que leur séquence soit complémentaire de celles de plusieurs zones non adjacentes situées sur le long brin. En s'hybridant spécifiquement au niveau de ces zones, les agrafes pincent le long brin, le plient et le maintiennent en place.

La généralisation de ce principe et le choix des "agrafes", assisté par des simulations informatiques, permettent d'obtenir des motifs complexes tels qu'une carte des Etats-Unis, de Chine ou des "smileys" et ce à une échelle de la centaine de nanomètres.

Le domaine d'application développé par le Pr. Rothemund sur les bases de cette découverte est la programmation moléculaire.

Contrairement au domaine phare de la biologie synthétique, qui cherche à "reprogrammer" des organismes vivants (cellules et bactéries, principalement) afin de les transformer en "bio-usines" pour le traitement de déchets ou la production de molécules biologiques complexes, la programmation moléculaire place les molécules au coeur du dispositif en utilisant les transformations biologiques complexes auxquelles ces molécules sont assujetties afin, par exemple, de mimer les processus électroniques qui ont lieu dans les processeurs informatiques, de mettre au point des moteurs moléculaires ou des "nanoboîtes" permettant d'encapsuler des molécules pharmaceutiques .

Les différentes études en cours cherchent à mettre au point des composants nanométriques à base d'ADN replié, qui seront ensuite combinés entre eux pour former des structures plus complexes, bi- ou tridimensionnelles.

Le domaine actuellement exploré par le Pr. Rothemund concerne l'utilisation de ces structures d'ADN comme échafaudage pour la conception et l'intégration de nano systèmes.

Son objectif est à terme de pouvoir proposer des substrats couverts de nanostructures d'ADN et d'utiliser la spécificité des interactions entre bases pour déposer des nanotubes de carbone sur ces substrats. Les nanotubes seraient guidés avec une grande précision vers leur position finale par des brins d'ADN fixés à leur surface, grâce la complémentarité entre la séquence de ces brins "guides" et celle du substrat d'ADN à la localisation choisie.

Les techniques actuelles de nanolithographie permettent d'atteindre des échelles comparables à celles des nanostructures développées par le Pr. Rothemund. Il serait donc actuellement possible de traiter un substrat afin de former une grille de nanostructures d'ADN telles que des triangles. L'objectif consiste par la suite à créer des nanocircuits sur chaque point de la grille (c'est-à-dire chaque nanostructure d'ADN) puis de relier ces nanocircuits entre eux.

Les études actuelles visent à optimiser les performances de ce nouveau matériau qui souffre encore de certains défauts tels que l'inhomogénéité de la production des nanostructures ou les interactions non souhaitées auxquelles elles sont sujettes. Dans ce dernier domaine, il est désormais connu que les interactions entre nanostructures d'ADN replié sont dues au "stacking" (empilement) des bases, qui est une interaction forte en partie responsable du repliement de l'ADN en double hélice en temps normal.

Il est possible de moduler cette interaction en optimisant le repliement de l'ADN de façon à ce que les arêtes de la nanostructure présentent un "code" favorisant ou non les interactions avec les autres nanostructures. Ceci permet la production de longues chaînes de nanostructures (dont les maillons sont constitués de briques d'ADN présentant une haute affinité les unes pour les autres) ou de rouages nanométriques.

[BE

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Matière
Matière et Energie
La capacité éolienne mondiale s'est accrue de 31 % en 2009
Vendredi, 19/03/2010 - 00:00

Selon les dernières statistiques publiées par le Conseil mondial de l'énergie éolienne (Global Wind Energy Council, GWEC), la capacité éolienne mondiale s'est accrue de 31 % en 2009 en passant de 120,7 GW à 157,9 GW. Le secteur a généré un marché de 45 milliards d'euros et emploie près de 500.000 personnes dans le monde.''La croissance rapide continue de l'énergie éolienne en dépit de la crise financière et du ralentissement de l'activité économique atteste de l'attraction inhérente de la technologie, qui est propre, fiable et rapide à installer'', a commenté Steve Sawyer, le secrétaire général du GWEC. Ce parc mondial a permis de produire 340 TWh d'électricité et aurait éviter les émissions de 204 millions de tonnes de CO2 sur l'année.

Un tiers de la croissance 2009 est dû au marché chinois. Le pays a en effet doublé son parc éolien en installant 13 GW en 2009. ''La Chine déploie de gros efforts pour développer la ressource du vent du pays. Etant donné les taux de croissance actuels, on peut prévoir que la cible officieuse de 150 GW sera atteinte avant 2020'', a déclaré Li Junfeng, secrétaire général de l'association chinoise des énergies renouvelables. L'Inde a ajouté 1,2 GW de capacités qui cumulés aux installations du Japon, de la Corée du Sud et de Taïwan font de l'Asie le plus grand marché pour l'énergie éolienne en 2009.

L'Amérique du Nord et l'Europe ont de leur côté installé environ 10 GW chacun. L'énergie éolienne compte désormais pour près de 2 % de la production électrique totale américaine avec une puissance installée de plus de 35 GW contre 25,3 GW fin 2008, de quoi alimenter 9,7 millions de foyers.

Selon les données détaillées de l'association européenne de l'éolien, European Wind Energy Association (EWEA), l'Europe disposait fin 2009 d'un parc de 74,7 GW grâce au 10,1 GW supplémentaires installés durant l'année dernière. 9,5 GW ont été installés sur le continent soit 21% de plus qu'en 2008 et 582 MW ont été installés en mer soit 56% de plus que l'année dernière. Le parc européen a donc produit 163 TWh d'électricité en 2009 soit 4,8% des besoins en électricité (estimation basée sur les 3.372 TWh consommés en 2007).

Les nouvelles capacités de production éolienne ont été principalement installées en Espagne (2.459 MW), suivie de l'Allemagne (1.917 MW), de l'Italie (1.114 MW), de la France (1.088 MW) et du Royaume-Uni (1.077 MW). À fin 2009, quelque 3.500 éoliennes étaient installées en France.

L'investissement dans ces nouveaux équipements a atteint 13 milliards d'euros dont 1,5 milliard pour l'éolien offshore. 2009 est ainsi la deuxième année au cours de laquelle la capacité d'énergie éolienne installée dépasse les autres modes de production d'électricité. C'est également la deuxième année que les énergies renouvelables sont à l'origine de la majorité de nouveaux investissements en matière énergétique en Europe.

AE

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Espace
Espace et Cosmologie
Jason-3 pour comprendre le changement climatique
Vendredi, 19/03/2010 - 00:00

Le satellite d'océanographie franco-américain devrait être lancé en 2013 pour remplacer Jason-1. Objectif : continuer à surveiller l'élévation du niveau des océans. C'est la poursuite de 21 ans de mesures d'une précision exceptionnelle. Actuellement,le niveau de la mer s'élève chaque année de 3,5 mm en moyenne alors qu'il ne s'élevait que de 1,7 mm en 1993-1994.Un doublement en 20 ans et une augmentation cumulée de près de 6 cm.

Comment des mesures d'une telle précision, qui servent notamment de référence aux travaux de GIEC* ont-elles pu être obtenues ? Grâce à la lignée des satellites d'altimétrie : Topex-Poseidon (1992-2005) puis Jason-1 et Jason-2 (à partir de 2001).

« L'altimétrie océanique, c'est-à-dire la mesure du niveau de la mer depuis l'espace avec une précision extrême sur toute la surface du globe a été une véritable révolution , explique Eric Thouvenot, responsable du programme Jason-3 au CNES. Car auparavant, on ne disposait que d'instruments locaux et peu précis : les marégraphes. »

Sans compter que Jason, « c'est un peu la Formule 1 de l'altimétrie : conçu pour la haute performance, il combine les meilleurs altimètres existants, qu'on place sur une orbite optimal et qui permet notamment de s'abstraire des effets des marées. »

Copie conforme de Jason-2, Jason-3 remplacera donc Jason-1 à 1 336 km d'altitude. Le contrat a été signé le 24 février dernier entre le CNES et Thales Alenia Space qui en assurera la construction. Depuis presque 20 ans, ces satellites permettent de mieux comprendre et de décrire le gigantesque système de courants qui parcourt les océansen surface et en profondeur. Ce système met en jeu d'immenses transferts d'énergie et est un des principaux moteurs du changement climatique.

CNES

Mars Express frôle la plus grosse lune de Mars
Vendredi, 19/03/2010 - 00:00

La sonde européenne est passée à seulement 67 km de Phobos mercredi 3 mars. L'occasion pour les scientifiques de tirer le portrait d'un objet dont l'origine et la structure interne restent assez mal connues. La sonde de l'ESA, Mars Express, en orbite autour de la planète rouge depuis 2003, croise régulièrement le chemin de Phobos, le plus gros satellite naturel de Mars. Mais cette fois-ci est une première. L'engin vient de frôler Phobos en passant à seulement 67 km de sa surface mercredi 3 mars. Une distance historique et une aubaine pour les scientifiques du programme.

« L'objectif de ce passage à basse altitude était la mesure précise du champ de gravité très faible de Phobos, explique Francis Rocard, responsable des programmes d'exploration du système solaire au CNES. Ces données sont autant d'informations sur la structure interne de l'objet. »Car si la masse de Phobos est aujourd'hui assez bien connue, sa structure interne l'est beaucoup moins.

C'est un corps très irrégulier de 27 km de long sur 21 de large. Son volume a pu être déterminé et affiné par des missions antérieures, notamment durant l'été 2008, grâce aux images de la caméra HRSC embarquée. Seulement voilà : la densité de Phobos, calculée à partir de ces valeurs, est très surprenante et suggère que la plus grosse lune de Mars serait en partie creuse.

Mais ce n'est pas tout : les données récoltées par le radar MARSIS de Mars Express, doivent aussi fournir leur lot d'informations. Elles sont en cours de traitement. « Connaître la structure interne de Phobos, c'est en apprendre sur l'origine de cet objet », explique Francis Rocard. L'hypothèse qui semble privilégiée aujourd'hui est un impact qui aurait donné naissance aux 2 lunes de Mars : Phobos et Deimos. Un scénario qui rappelle celui de la formation de notre Lune il y a 4,5 milliards d'années. Si cette hypothèse se confirme, Phobos serait constitué de matériaux d'origine martienne. Seul un retour d'échantillons devrait permettre de lever le voile sur cette énigme.

CNES

La relativité générale confirmée à l'échelle cosmique
Vendredi, 19/03/2010 - 00:00

Des chercheurs ont testé la théorie de la relativité générale d'Einstein à très grande échelle, sur plus de 70.000 galaxies lointaines, situées en moyenne à 5,5 milliards d'années lumière. Selon Reinabelle Reyes (Princeton University, Etats-Unis) et ses collègues de l'Université de Zurich (Institut de physique théorique, Suisse), le test est probant et la théorie du célèbre physicien reste valable à l'échelle de l'univers.La relativité générale a introduit une nouvelle vision de la gravitation.

Les masses des corps -planète ou étoile par exemple - déforment l'espace-temps, comme le fait une boule posée sur une toile tendue. Ces courbures de l'espace-temps influencent le déplacement des corps. La théorie d'Einstein a été vérifiée sur les mouvements des planètes du système solaire mais elle plus difficile à mesurer sur le déplacement des galaxies.

Il n'est donc pas certain que la gravité s'exerce de la même manière dans tout l'univers. Cette théorie n'est compatible avec l'accélération de l'expansion de l'univers (établie dans les années 90) qu'à condition qu'il existe un autre facteur, l'energie noire, dont on ne sait quasiment rien. Certains physiciens avancent des théories concurrentes à celle de la relativité générale qui expliqueraient l'expansion accélérée de l'univers sans invoquer l'énergie noire.

L'équipe de Reinabelle Reyes a appliqué une nouvelle méthode pour tester la relativité générale à l'échelle de ces 70.000 galaxies. Il leur fallait en effet contourner une difficulté majeure : les biais introduits dans les mesures par la présence de matière invisible dans l'univers, la matière noire. Les chercheurs américains et suisses ont utilisé un ratio (conçu par une autre équipe) qui permet d'éviter ce biais. Ils constatent que leurs mesures s'accordent avec la relativité générale. Leurs résultats sont publiés dans revue Nature.

Nature

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Terre
Sciences de la Terre, Environnement et Climat
Arctique : le méthane s'échappe de l'océan en quantité plus importante que prévue
Vendredi, 19/03/2010 - 00:00

Les quantités de méthane qui s'échappent du fond de l'océan Arctique seraient, d'après une étude publiée dans la revue Science, comparables à celles qui sont libérées par l'ensemble des océans."Cette découverte met en évidence une source de méthane importante mais jusqu'ici négligée provenant du pergélisol (plus connu sous son nom anglais de permafrost, il s'agit d'un sol gelé en permanence, ndlr) situé sous l'eau, plutôt que sous les terres" expliquent les scientifiques américains, russes et suédois auteurs de cette étude. Tous avertissent des conséquences dramatiques que pourraient avoir ces émissions sur le réchauffement climatique. Et pour cause : le méthane est un gaz dont l'effet de serre est trente fois supérieur à celui du CO2.

Dirigée par Natalia Chakhova et Igor Semiletov de l'université de Fairbanks en Alaska, cette équipe de recherche a étudié pendant cinq ans, de 2003 à 2008, les eaux du plateau arctique de Sibérie orientale. Cette zone couvre plus de 2 millions de km² dans l'océan Arctique.

Pendant très longtemps, les scientifiques ont pensé que le pergélisol situé sous l'océan Arctique ne pouvait pas être franchi par le méthane. L'étude de l'équipe de l'université de Fairbanks prouve pourtant que ce sol sous-marin, qui n'a jamais dégelé depuis la dernière glaciation achevée il y a 10.000 ans, est perforé : il laisse ainsi s'échapper de très importantes quantités de méthane. D'après les experts, plus de 80 % des eaux en profondeur et plus de la moitié des eaux de surface étudiées sont saturées en méthane provenant du pergélisol. Le niveau de ce gaz à effet de serre serait environ huit fois supérieur à la normale.

Les chercheurs estiment que ce flux de méthane équivaut à la quantité estimée de méthane libéré par tous les océans réunis. L'impact sur le réchauffement climatique pourrait être très important. D'après Natalia Chakhova, la concentration moyenne de méthane actuelle de l'Arctique s'élève à environ 1,85 partie par million. Il s'agit de la concentration la plus élevée depuis400.000 ans.

Science

Lutte contre la déforestation : vers un accord international
Vendredi, 19/03/2010 - 00:00

Jeudi 11 mars, une cinquantaine de pays emmenés par la France et la Norvège ont décidé de travailler ensemble pour donner forme à la lutte contre la déforestation et s'assurer que les promesses faites en décembre 2009 à Copenhague ne restent pas des vains mots. Tous les grands pays forestiers tropicaux - Brésil, Indonésie, Papouasie-Nouvelle-Guinée, Etats du bassin du Congo... ainsi que les principaux donateurs ont participé à la rencontre.

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La déforestation est à l'origine d'environ 20 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre et l'équivalent de la superficie de la Grèce disparaît chaque année. Lors du sommet de Copenhague sur le climat, six pays - Australie, Etats-Unis, France, Grande-Bretagne, Japon et Norvège - s'étaient engagés à verser 3,5 milliards de dollars (2,5 milliards d'euros) aux pays forestiers tropicaux. Depuis, rien ne s'est passé.

A l'issue de la rencontre qui s'est tenue à huis clos, M. Borloo a annoncé que le premier travail du "club des amis de la forêt" serait de recenser l'ensemble des financements - multilatéraux et bilatéraux - déjà dédiés aux forêts, puis d'identifier une série de projets prêts à être financés.

L'accord de Copenhague a appelé à la mise en oeuvre du REDD (Reducing Emissions from Deforestation and Degradation). Cet acronyme un peu obscur est, pour les diplomates du climat, le sésame de la lutte contre la déforestation. Il promet de rémunérer, sous forme d'aide publique internationale ou de crédits carbone, les pays qui réussissent à préserver leurs forêts ou à en accroître la superficie. Mais avant de se présenter au guichet, il faut mettre en place des politiques forestières crédibles, et être en mesure de démontrer que les objectifs promis ont bien été tenus. C'est sur ce long chemin que sont engagés une quarantaine de pays. Les plus pauvres dépendent de l'assistance internationale pour faire un état des lieux précis de leurs forêts et définir une stratégie.

Selon les évaluations du cabinet McKinsey, entre 15 et 25 milliards de dollars seraient nécessaires pour réduire la déforestation d'un quart d'ici à 2015.Si ces chiffres sont hors d'atteinte, l'idée est de réussir à drainer pour la forêt l'équivalent de 20 % des 30 milliards de dollars promis globalement aux pays en développement d'ici à 2012.

LM

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Vivant
Santé, Médecine et Sciences du Vivant
Vaccin contre le paludisme : nouvelles avancées
Vendredi, 19/03/2010 - 00:00

Dans les zones où le paludisme sévit de façon endémique, les principales victimes sont les enfants âgés de moins de 3 ans. Les adultes, eux, acquièrent, au fil de leur existence, une immunité qui les protège contre le parasite.

Quant aux femmes enceintes, notamment pendant leur première grossesse, elles présentent de nouveau des manifestations graves pouvant entraîner la mort. Les parasites provoquent aussi des avortements spontanés, des accouchements prématurés ou des nouveau-nés ayant un poids de naissance trop faible, un lourd handicap dans des pays où la mortalité infantile est très élevée la première année. D'où l'intérêt des travaux menés par les chercheurs du CNRS et de l'Institut Pasteur qui viennent d'être publiés par l'Académie des sciences américaine.

Après la piqûre infectante d'un moustique, le parasite se multiplie dans le foie, puis va rejoindre la circulation sanguine pour envahir les hématies circulantes (globules rouges). Il va alors rapidement modifier la surface de l'hématie qui l'héberge en y incorporant différentes protéines. Ces dernières vont permettre au parasite à la fois d'échapper à la réponse immunitaire de l'hôte et d'adhérer à ses cellules. La sévérité du paludisme gestationnel a été associée à la capacité des hématies parasitées de se fixer à un sucre (la CSA), présent dans le placenta. Heureusement, après plusieurs grossesses, les femmes acquièrent des anticorps protecteurs qui bloquent cette adhésion.

Une des stratégies vaccinales envisagées pour lutter contre le paludisme gestationnel est de recréer cette immunité protectrice, en bloquant l'adhésion des hématies parasitées au placenta. De précédents travaux réalisés par l'équipe dirigée par Benoît Gamain, chercheur au CNRS, ont montré qu'une des protéines, appelée var2CSA, jouait un rôle important dans le paludisme gestationnel. Cette fois, ces chercheurs ont réussi à produire la protéine var2CSA dans sa globalité - afin de l'étudier - et à découvrir sa structure. Pour les chercheurs, ces résultats constituent une première étape dans la course à l'élaboration d'approches vaccinales ou thérapeutiques visant à protéger les femmes au cours de leurs premières grossesses ainsi que leurs foetus.

LP

Cancer de la prostate : un virus au combat !
Vendredi, 19/03/2010 - 00:00

Radio-Canada nous apprend qu'une avancée scientifique canadienne du Dr Don Morris et de son équipe du Centre Tom Baker de Calgary pourrait être à l'origine d'un traitement efficace du cancer de la prostate grâce à un simple virus. Dans un organisme sain, le rétrovirus est neutralisé afin d'éviter sa multiplication. Mais lorsqu'il se trouve dans des cellules cancéreuses, il se multiplie et provoque la destruction des cellules malsaines. Six patients atteints du cancer de la prostate ont déjà reçu les injections de ce virus et les résultats semblent probants.

Contrairement aux thérapies lourdes comme la chimiothérapie et les radiations, le réovirus ne provoque pas d'effets secondaires. Il ne déclenche tout au plus que de légères infections respiratoires et une diarrhée dans les cas les plus extrêmes. Ce virus pourrait bien faire avancer à grands pas la recherche sur le cancer. Son efficacité est en effet déjà testée sur les cancers du pancréas, du sein ou encore de l'ovaire mais elle ne l'avait encore jamais été sur celui de la prostate.

MS

Une technique d'imagerie en 3D, debout, à très faible taux d'irradiation !
Vendredi, 19/03/2010 - 00:00

Les techniques d'imagerie sont certes nombreuses, mais pas exemptes d'inconvénients. Les radios standard ne fournissent que des images en deux dimensions, tout comme l'IRM ou l'échographie de base. Le scanner permet certes d'obtenir des images en 3D. Mais il expose à une irradiation plus importante, sans oublier que le patient est toujours en position couchée. Ainsi est-il impossible de procéder à des explorations dans sa position la plus fonctionnelle. Enfin, ces méthodes ne donnent que des images de segments du corps, et pas de celui-ci en entier.

Le nouveau système développé par Biospace med a un papa de renom, le prix Nobel de physique Georges Charpak. EOS, c'est lui ! En moins de 20 secondes, le corps est balayé, Puis en quelques minutes, vient l'image en 3 D. Les clichés obtenus sont de qualité, alors même que la dose d'exposition est divisée par un facteur de 4 à 20. L'obtention simultanée de clichés de face et profil permet aussi un gain de temps, avec la certitude d'une posture identique pour les deux clichés.

« Il s'agit d'une technique révolutionnaire » s'enflamme le Pr Jean-Pierre Pruvo, chef du service de neuroradiologie au CHRU de Lille. « EOS doit être intégré à nos plateaux techniques. Malgré le coût de l'appareil 600 000 euros n.d.l.r. - cela permettra de faire des économies en diminuant la durée des examens, et donc en augmentant leur nombre. »

DS

Les fullerènes, vecteurs de transport prometteurs pour la thérapie génique
Vendredi, 19/03/2010 - 00:00

Une équipe de chercheurs de l'université de Tokyo, menée par le professeur Eichii Nakamura, est parvenue à montrer l'efficacité d'un nouveau type de vecteur de transport de matériel génétique, qui pourrait faire progresser les techniques de thérapie génique.La thérapie génique est une technique de soins prometteuse qui consiste à transférer du matériel génétique dans les cellules d'un patient afin, par exemple, de remplacer un gène défectueux ou de surexprimer une protéine donnée, dans un but thérapeutique.

Une difficulté à laquelle se heurte cette nouvelle méthode est la nécessité d'utiliser un vecteur pour amener le matériel génétique jusqu'à sa cible. En effet, les vecteurs existants possèdent plusieurs inconvénients. Ainsi, les virus posent un problème de sécurité, parce qu'ils risquent d'infecter le patient avec leur propre matériel génétique ou d'insérer le gène médicament près d'un oncogène, provoquant une leucémie. Quant aux molécules lipidiques (comme la Lipofectine), elles sont moins efficaces que les virus et présentent une certaine toxicité.

Les chercheurs ont utilisé une version modifiée de "buckyballe", appelée tétra(piperazino)fullerène époxyde (TPFE). Pour information, un fullérène est une molécule constituée entièrement de carbone, qui possède une forme d'ellipse, du tube ou de sphère ; dans ce dernier cas, on parle de buckyballe. Le matériel génétique est capable de se lier au fullerène, qui agit comme une coquille le protégeant de la dégradation avant de le libérer dans les cellules.

Des travaux antérieurs avaient montré l'efficacité de ce vecteur de transport de gène in vitro. L'équipe de recherche a cette fois effectué des tests in vivo. Ils ont d'abord injecté à des souris des buckyballes contenant le gène de la protéine fluorescente verte (EGFP). Cela leur a permis de constater que les buckyballes sont des vecteurs plus sélectifs et plus efficaces que la Lipofectine : en effet, le gène transféré s'est particulièrement exprimé dans deux organes, le foie et la rate. Par la suite, des souris diabétiques qui ont reçu des buckyballes transportant le gène de l'insuline ont vu leur glycémie diminuer.

Plusieurs avantages des fullerènes peuvent être signalés : tout d'abord, ils sont plus simples et moins coûteux à fabriquer que la Lipofectine. Ensuite, contrairement à cette dernière, ils n'ont pour le moment montré aucun effet toxique sur le foie et les reins des souris traitées. Signalons que les effets à plus long terme restent à étudier.Ces résultats confirment l'intérêt des buckyballes comme vecteurs de transport de matériel génétique. Parmi les pathologies auxquelles cette technologie pourrait être appliquées, on peut citer bien sûr le diabète, mais également certains cancers.

BE

Un gène de prédisposition au cancer du poumon
Vendredi, 19/03/2010 - 00:00

Les fumeurs ne sont pas égaux face au risque de cancer du poumon. Si un fumeur sur 16 souffrira un jour de cette maladie, ce chiffre recouvre des réalités très variables, qui s'expliqueraient entre autres par des différences de prédispositions génétiques. Des épidémiologistes américains du Centre Anderson contre le cancer, au Texas, qui viennent de publier leurs résultats dans la revue Cancer Research, ont découvert un gène de susceptibilité capable de favoriser le cancer du poumon même en cas de tabagisme très modeste.

Dans les années 1960, deux médecins américains ont clairement apporté la preuve de cas familiaux de cancer du poumon chez des fumeurs, suggérant alors des interactions entre certaines particularités génétiques et le tabac dans la génèse de cette maladie. Plusieurs travaux ont confirmé cette tendance familiale. Le risque de souffrir de ce cancer est multiplié par près de trois quand au moins trois fumeurs de la famille sont touchés par une tumeur pulmonaire et par quatre quand au moins quatre sont atteints, par rapport aux fumeurs sans antécédents familiaux.

Plus récemment, une région du chromosome 6 associée à une prédisposition accrue au cancer bronchique chez les fumeurs (et les non-fumeurs) a été identifiée. Marshall Anderson et son équipe (Université de Cincinnati) viennent donc d'évaluer l'effet du tabagisme sur le risque de cancer en fonction de la présence ou non de cette spécificité génétiquesur le chromosome 6.

Dans les familles sans ce facteur de risque génétique, le risque de développer une tumeur du poumon s'est avéré effectivement d'autant plus élevé que le tabagisme est important. Mais dans celles où se transmet ce gène prédisposant, même un tabagisme faible induit un risque élevé de cancer du poumon. «Quand vous êtes doté du gène de susceptibilité et que vous fumez, peu importe que vous consommiez beaucoup ou peu de cigarettes, vous avez un risque élevé de cancer du poumon», explique Susan Pinney, une des coauteurs de l'étude. Marshall Anderson affirme même que «si vous avez une histoire familiale de cancer du poumon, vous devriez probablement éviter d'être dans un milieu où l'on fume».

Pour l'instant, cette prédisposition augmente le risque chez les non-fumeurs, et un peu plus encore en cas de tabagisme léger. D'autres travaux de recherche sont en cours sur des gènes de prédisposition qui n'augmenteraient le risque de cancer qu'en cas de tabagisme. Pour l'instant, aucun test en routine ne permet d'évaluer au plan individuel la susceptibilité au cancer du poumon.

Figaro

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