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RTFLASH Recherche & Technologie
NUMERO 902
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 02 Juin 2017
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Egalement dans ce numéro
TIC
Google vise la «suprématie quantique» pour la fin de l’année
Avenir
Les robots de compagnie entrent dans les maisons de retraite
Mabu, un robot pour assister les médecins dans le suivi des patients
Deux robots autonomes au CHU de Nantes
Des repas livrés par des robots à San Francisco
Matière
Vers une usine de production d’hydrogène par électrolyse de 60 MW
Vivant
Le glutathion : clef de voute du système immunitaire ?
Cancer : la flore intestinale, marqueur prédictif de la guérison
Découverte d'une protéine-clé dans la protection des neurones
Le sang du cordon ombilical humain a régénéré le cerveau de souris âgées
Voir les zones du cerveau qui s'activent quand nous rêvons...
Betterave et exercice physique pour garder un cerveau jeune !
Un vaccin anti-cancer à l'horizon ?
Homme
L'homme serait arrivé en Amérique bien plus tôt que prévu...
Recherche
Premier vol du Lilium Jet, avion électrique à décollage vertical
Edito
La photosynthèse artificielle ouvre la voie vers l’énergie du Futur



Pour accélérer la nécessaire transition énergétique mondiale et réduire drastiquement les émissions humaines de gaz à effet de serre, les pays développés, mais également (ce qui est nouveau) les pays émergents (Comme la Chine, l’Inde ou le Brésil) ont considérablement accéléré leurs investissements en faveur des énergies renouvelables, principalement l’éolien, le solaire et la biomasse. Mais si nous voulons, comme le préconise l’IRENA (Agence internationale pour les énergies renouvelables) doubler d’ici 2030 -passant de 18 à 36 % la part des énergies renouvelables dans le bilan énergétique mondial-, il est nécessaire d’augmenter sensiblement l’efficacité et le rendement de production de l’éolien, du solaire et de la bioénergie, grâce à des ruptures technologiques majeures.

Parmi celles-ci, la photosynthèse artificielle, qui consiste à reproduire et à améliorer les processus et mécanismes à l’œuvre dans les plantes, dans la nature, pourrait bien être à l’origine d’une révolution scientifique et industrielle. En août 2015, des chercheurs australiens de l’Université de Monash, à Melbourne, ont ainsi établi un nouveau record, en portant à 22 % le taux d’efficacité de leur « feuille artificielle » qui décompose l’eau grâce à la lumière du soleil pour produire de l’hydrogène. Pour atteindre de telles performances, ces scientifiques ont, d’une part, utilisé des cellules photovoltaïques multi-jonctions, de première qualité commerciale, de manière à capter le plus de lumière possible et générer plus d’énergie pour ces feuilles artificielles.

D’autre part, ils ont amélioré le matériel et les composants utilisés en concevant des électrodes en mousse expansive de nickel, qui permettent d’augmenter la surface disponible pour la réaction. Selon ces chercheurs, un rendement de 30 % dans la production d’hydrogène devrait pouvoir être atteint assez rapidement et il deviendrait alors envisageable et rentable de coupler leur feuille artificielle à des panneaux solaires à haute performance pour produire de manière propre de l’hydrogène, tant au niveau industriel que domestique.

En avril 2016, des chercheurs danois et suédois de l’Université de Copenhague et de l’Université technologique Chalmers (Suède) ont annoncé avoir mis au point une méthode révolutionnaire permettant, à partir de biomasse, de produire des biocarburants et d’autres substances chimiques sans émettre de CO2. Cette technique est également beaucoup plus rapide que les procédés habituels. Cette “photosynthèse inverse” permet de produire de manière propre, et sans émissions de CO2, non seulement des biocarburants, mais également de multiples produits chimiques utilisables et valorisables par l'industrie (Voir Nature Communications et University of Copenhagen).

La photosynthèse dans les végétaux leur permet de transformer, grâce à l'énergie contenue dans la lumière solaire, le CO2 de l’air en oxygène et en longues chaînes de molécules carbonées, amidon, cellulose et différents types de sucres et de lipides. Mais l'originalité de la méthode mise au point par les chercheurs scandinaves réside dans le fait qu'elle parvient, sans émissions de CO2, à briser les chaînes carbonées pour produire du méthanol et de l’eau. En outre, le méthanol ainsi obtenu peut être utilisé, soit comme biocarburant, soit pour produire du bioéthanol.

Pour déclencher ces réactions, les chercheurs ont eu recours à une enzyme synthétisée par certaines espèces de bactéries et de virus. Cette enzyme possède la capacité précieuse de digérer la matière organique, comme la cellulose des plantes. Certes, l’industrie chimique effectuait déjà la transformation de biomasse en biocarburants, mais à l’aide de procédés lents et polluants. En revanche, cette “photosynthèse inverse” permet de multiplier par cent l’efficacité de ces transformations biochimiques et les tests réalisés ont permis de transformer de la biomasse en méthanol en moins d’un quart d’heure…

Il y a quelques jours, des chercheurs de l’Université de Floride, aux États-Unis, ont publié une étude qui révèle la mise au point d’un nouveau matériau capable d’imiter la photosynthèse pour générer de l’énergie propre et réduire les niveaux de CO2 dans l’atmosphère (Voir RSC). En utilisant une lumière rayonnant dans la longueur d’onde bleue, semblable à la lumière du soleil, ces chercheurs ont réussi à convertir le dioxyde de carbone en formiate et formamides, qui peuvent être utilisées comme sources d’énergie propre.

Pour convertir de manière bien plus efficace l’énergie lumineuse en énergie chimique, ces chercheurs ont combiné du titane avec des molécules organiques (aminotere phtalates ou N-alkyl -2) qui se comportent comme des micro-antennes ayant la capacité d’absorber la lumière bleue. Ce matériau composite permet donc à la fois de capturer le CO2 et de le convertir très efficacement, grâce à l’énergie électrique produite à partir de cette lumière bleue. Les premiers tests ont bien confirmé que cette combinaison chimique permettait de produire assez d’énergie pour transformer le CO2  en combustible solaire.

Mais s’il est possible de s’inspirer de la nature pour transformer l’énergie de manière propre, on peut aller plus loin et essayer d’améliorer ces processus naturels (Voir Science Daily). Une équipe de recherche européenne, dirigée par Thomas Schwander, de l'institut Max Planck, s’est ainsi attaquée à l’analyse des performances et des combinaisons de 40.000 enzymes impliquées dans la photosynthèse.

Ces chercheurs, après avoir réalisé ce travail pharaonique d’analyse, ont annoncé, fin 2016, avoir réussi à concevoir une septième et nouvelle voie de fixation du carbone, inconnue dans la nature, qui utilise une chaîne de réactions cycliques catalysée par 17 enzymes, qui ont été synthétisées en modifiant subtilement leurs modèles naturels. Cette septième voie a été baptisée cycle CETCH par l'équipe, du nom de la série d'enzymes sélectionnée. Selon ces scientifiques, ce nouveau cycle CETCH serait vingt fois plus rapide que la photosynthèse naturelle et il est en outre envisageable de modifier génétiquement des microorganismes pour que leur métabolisme intègre ce cycle et puisse ainsi stocker et transformer en énergie du CO2 atmosphérique avec une efficacité exceptionnelle.

Fin 2016, une autre équipe de l’Université d’Harvard (États-Unis) a mis au point une feuille bionique capable de reproduire le processus de photosynthèse destiné à transformer le soleil et l’eau en source d’énergie. Cette feuille bionique, qui utilise un nouveau catalyseur cobalt-phosphore, capable d’absorber l’énergie solaire et de séparer les molécules d’eau en oxygène et en hydrogène à l’aide d’un catalyseur, serait dix fois plus efficace que la photosynthèse naturelle selon ses créateurs. « Nous sommes allés bien au-delà de l’efficacité de la photosynthèse dans la nature », déclarent Daniel Nocera et Pamela Silver, chercheurs à l’Université d’Harvard (États-Unis).

Signalons également une autre voie de recherche très prometteuse, à la croisée des nanotechnologies et de la biologie végétale, développée par des chercheurs du célèbre MIT (Massachusetts Institute of Technology (Voir Nature). Ces scientifiques dirigés par Michael Strano ont publié, en 2014, une étude dans laquelle ils expliquent comment ils sont parvenus à stimuler l'absorption d'énergie lumineuse de plantes en ayant recours à des nanotubes de carbone. Ces recherches ont permis de montrer que les nanotechnologies pouvaient non seulement permettre d’augmenter l’efficacité du processus naturel de photosynthèse, mais pouvaient également être utilisées pour transformer la plante afin qu’elle puisse devenir un "capteur" très sensible pour détecter le monoxyde d’azote (NOx), un polluant nocif produit notamment par les véhicules thermiques.

Dans la nature, les plantes produisent de l'énergie par photosynthèse en utilisant des organites cellulaires : les chloroplastes. Ce remarquable phénomène se passe en deux temps : en premier lieu, des pigments, comme la chlorophylle, absorbent les radiations lumineuses, ce qui excite des électrons qui se déplacent dans les membranes du chloroplaste. En second lieu, la plante utilise cette énergie électrique pour produire et stocker sous forme chimique différents types de sucres. Mais, dans la nature, ces chloroplastes ne savent utiliser qu'une partie du spectre lumineux du Soleil, celui appartenant à la lumière visible. L’idée ingénieuse des chercheurs est d’avoir élargi ces capacités naturelles en utilisant des nanotubes qui peuvent, eux, capter la lumière dans l'ultraviolet, le visible et le proche infrarouge, ce que ne peuvent pas faire les chloroplastes.

En 2012, une première étape avait déjà été franchie par ces chercheurs en insérant des nanoparticules à l'intérieur des chloroplastes. Cette fois, ces chercheurs ont montré que les nanotubes de carbone s'inséraient dans des membranes des chloroplastes en s'assemblant spontanément, grâce à des mécanismes faisant intervenir une réaction de surface spontanée. Ces travaux ont également pu montrer que le rendement du processus de photosynthèse des chloroplastes pouvait être augmenté de 49 % grâce aux nanotubes.

Cette même voie prometteuse d’exploration scientifique que constitue le rapprochement des nanotechnologies et de la biologie moléculaire est également explorée depuis 2012 par une équipe de l’Institut de Sciences Atomiques et Moléculaires de Taïwan (Voir Cornell University Library). Ces chercheurs ont réussi à intégrer de la chlorophylle à des transistors électroniques sur graphène, ce qui a donné naissance à un « phototransistor », dont le champ d’applications pourrait être très large. Ces scientifiques ont en effet observé, à leur grande surprise, que ce "sandwich" moléculaire graphène-chlorophylle, lorsqu’il était exposé à un rayonnement d'une fréquence particulière, générait un courant beaucoup plus intense qui migrait des atomes de la couche de chlorophylle à ceux de la couche graphène.

Comme les travaux du MIT, ces travaux taiwanais montrent à quel point il peut être intéressant de combiner des matériaux et mécanismes biochimiques naturels, et présents dans les plantes, avec des matériaux et composants électroniques, mais aussi des procédés issus des nanotechnologies. L’ensemble de ces récentes avancées scientifiques nous montre qu’en seulement quelques années, nous avons assisté à l’émergence d’un nouveau et très riche champ d’investigation scientifique, aux confins de la physique, de la chimie, de l’électronique de la biologie : les nanobiotechnologies.

Ce nouveau champ disciplinaire en pleine effervescence devrait nous permettre de faire d’une pierre trois coups : accélérer le basculement énergétique mondial vers les énergies propres, valoriser et recycler le CO2 pour en faire une « matière première » utile à l’économie et enfin produire massivement et de manière propre de l’hydrogène, gaz appelé à jouer un rôle-clé, à la fois comme carburant mais également comme vecteur énergétique du futur.

Ces passionnantes recherches nous confirment une fois encore que c’est bien en cultivant un esprit et une approche résolument transdisciplinaires et en favorisant le dialogue et l’échange entre spécialistes de domaines de connaissances qui peuvent parfois sembler éloignés, que nous parviendrons à provoquer ces grandes ruptures scientifiques et techniques dont nos sociétés ont besoin pour faire face aux nouveaux défis humains, sociaux et environnementaux de notre siècle.

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat


TIC
Information et Communication
Google vise la «suprématie quantique» pour la fin de l’année
Mercredi, 31/05/2017 - 07:08

Google est-il en passe de coiffer au poteau tous ses concurrents dans le domaine de l’informatique quantique ? D’après le magazine MIT Technology Review, le géant californien s’est donné comme objectif de créer une puce quantique d’au-moins 49 qubits avant la fin de l’année et de comparer ses performances avec les meilleurs supercalculateurs actuels, dans l’idée évidemment de faire mieux.

Une telle puce conférerait à Google une avance tellement importante dans ce domaine que John Martinis – le professeur qui pilote ces recherches au sein de la firme – n’a pas hésité à utiliser le terme de « suprématie quantique » à l’occasion de la conférence TechIgnite, qui s’est déroulée les 21-22 mars dernier.

De fait, la création d’une telle puce marquerait une étape importante dans ce domaine. La dernière puce quantique que Google a présentée ne compte que six qubits. Actuellement, les chercheurs de la firme sont en train de plancher sur des configurations de plus de 30 qubits. Le bond technologique prévu d’ici à fin 2017 est donc énorme. Pour autant, ce sera toujours largement insuffisant pour réellement envisager une utilisation commerciale du calcul quantique qui – rappelons-le – s’appuie sur les propriétés de la physique quantique pour considérablement augmenter les performances des supercalculateurs.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

01Net

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Avenir
Nanotechnologies et Robotique
Les robots de compagnie entrent dans les maisons de retraite
Mercredi, 31/05/2017 - 07:34

Aujourd’hui, trois robots disponibles sur le marché semblent suffisamment matures pour être testés, puis éventuellement déployés en maison de retraite (il s’agit là d’une véritable tendance de fond). Leur petit nom ? Zora, Kompai et Buddy.

Zora est un robot de petite taille de forme humanoïde. Son aspect est un atout pour une adoption rapide par les personnes âgées. Il est fourni avec une programmation riche en activités d’animation et offre la possibilité de paramétrer de nouveaux programmes. Il est commandé à la voix.

Kompaï est un robot compagnon de forme semi-humanoïde monté sur roue. D’une hauteur de 1,40m pour 40 kg, il est muni de divers capteurs, caméras, microphones et écran tactile pour interagir et assister les personnes âgées. Il propose des jeux de mémoire, permet de diffuser des informations, photos, vidéos, musiques ou de communiquer avec un interlocuteur à distance. Dans sa version 2, il est muni d’une barre d’appui qui permet à un résident de prendre appui sur le robot et peut être une aide au déplacement.

Enfin, Buddy est un robot de petite taille, sur roulettes avec une tablette tactile faisant office de visage et permettant de commander son fonctionnement. Il propose divers jeux, permet de communiquer des informations, diffuser des vidéos, photos, musiques, opérer une surveillance. Il est programmable.

Le programme Zora (deux robots dans quatre établissements) a commencé en avril 2016 et devrait se terminer fin 2017. Lors des premières présentations de Zora aux résidents, il a été remarqué de manière assez inattendue que certains ainés se sont adressés directement au robot afin d’engager une conversation. Or, ce sont des personnes qui manifestent généralement une tendance à rester en retrait et nécessitent une importante sollicitation pour initier un dialogue. Par ailleurs, les responsables ont observé de nombreuses réactions de surprise parmi les résidents qui ont une propension à être indifférents à leur environnement, notamment les résidents pris en charge dans le cadre du PASA.

Le programme Kompai (un robot dans trois établissements) a commencé en novembre 2016 et devrait se terminer mi 2018. Le robot est utilisé par l’animateur pour annoncer le programme d’activités ou pour diffuser chansons, photos et vidéos. Il est devenu un véritable compagnon des résidents, présent pour les occasions festives. Il est aussi utilisé par le kinésithérapeute comme soutien à la marche ou aide au changement de position (assis-debout). Le programme Buddy n’a quant à lui pas encore commencé, les robots n’ayant pas encore été livrés. Ils sont attendus avant l’été 2017.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Senior Actu

Mabu, un robot pour assister les médecins dans le suivi des patients
Mardi, 30/05/2017 - 08:37

Comment surveiller plus efficacement un patient qui sort de l'hôpital pour rentrer chez lui ? Peut-être en mettant à sa disposition un robot !

Passionné par l’application des nouvelles technologies au domaine de la santé, Cory Kidd a lancé Catalia Health avec cette idée en tête. « Nous souhaitons permettre aux patients de demeurer plus longtemps en thérapie » affirme-t-il. « Confronté à une maladie chronique, le patient doit composer avec un certain nombre de difficultés. Il doit d’abord penser à prendre ses médicaments quotidiennement, à la bonne heure et en respectant les doses prescrites, bien sûr, mais ce n’est là qu’une partie du problème. Il y a également la manière dont le patient vit sa maladie, son état psychologique, les effets secondaires potentiels des médicaments… ». Cory Kidd a donc mis au point une plate-forme de santé visant à établir des ponts entre patients et médecins, dont le produit phare est un petit robot, baptisé Mabu et chargé de garder un oeil sur l’état du patient.

« Le robot permet d’entretenir au quotidien avec le patient le type de conversations que celui-ci a aujourd’hui de manière épisodique et par téléphone avec son médecin. Il s’informe sur les exercices physiques que le convalescent effectue, sur son régime alimentaire, sa prise de médicaments… Ces données sont ensuite transmises directement au médecin. Le patient peut ainsi avoir cette conversation aux heures qui lui conviennent. Depuis son domicile, il peut en outre discuter de manière plus détendue qu’à l’hôpital ».

Le médecin reçoit ainsi des informations sur l’ensemble des patients qu’il surveille à distance et peut intervenir immédiatement en cas de problème. Selon Cory Kidd, la conversation joue en outre un rôle clef dans le processus de guérison. « La possibilité d’avoir une conversation en tête à tête est un atout majeur. Cela permet de créer une relation plus forte, il y a un impact psychologique que l’on ne retrouve pas dans une conversation à distance. Or, si rien ne remplace une conversation entre humains, le fait de pouvoir discuter avec un robot apporte des bénéfices certains ».

Ce robot commence par poser au patient des questions simples sur son état de santé pour ensuite s’orienter vers une conversation plus naturelle et familière. Il est également capable d’analyser les expressions faciales du patient, pour adapter son attitude en fonction. Par exemple, si le patient semble apprécier que le robot fasse de l’humour, celui-ci se permettra davantage de blagues. Les scripts du robot sont rédigés par une équipe d’écrivains, de psychologues et de professionnels de la santé, dirigés par un ancien scénariste d’Hollywood.

Pour l’heure, Catalia Health est focalisée au suivi de trois maladies différentes : l’arthrose, le cancer du rein et les défaillances cardiaques. Les clients de l’entreprise sont les pharmacies et les hôpitaux. Le client ne paie rien pour l’usage du robot, qui n’est pas obligatoire et reste soumis au bon vouloir du patient.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Zdnet

Deux robots autonomes au CHU de Nantes
Mardi, 30/05/2017 - 08:30

Deux étranges "employés" viennent de prendre leur service au CHU de Nantes. Leur mission consiste à transporter du matériel médical sur quatre étages différents en empruntant l’ascenseur. Rien d'étonnant en apparence. Sauf que ces agents sont des… robots.

Assystem vient en effet de livrer deux robots mobiles autonomes au CHU de Nantes pour transporter du matériel médical. Les unités à livrer se trouvant sur quatre étages, les robots devront alors emprunter les ascenseurs et se mouvoir parmi le personnel du CHU, les patients et les visiteurs. Pour y parvenir, Assystem a développé une couche applicative faisant le lien entre l’architecture informatique du CHU et les robots.

Ces derniers peuvent contacter directemment les professionnels de santé en charge des dispositifs médicaux dans les services et les informent sur leur téléphone, grâce à un synthétiseur vocal, que leur mission a été accomplie. Ils permettent ainsi aux professionnels d'éviter de perdre du temps dans leurs déplacements.

Avant ces deux robots, Assystem a déjà livré ce même robot mobile aux Hospices civils de Lyon et devrait livrer courant 2017 d'autres systèmes à trois autres CHU. Lors du salon Innorobo en 2015, Assystem avait reçu son certificat pour devenir le premier adhérent du cluster Coboteam. La société a ainsi marqué son engagement dans la création d'une filière robotique dans la région Rhône-Alpes.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Industrie & Technologies

Des repas livrés par des robots à San Francisco
Mardi, 30/05/2017 - 07:28

La start-up Marble, en partenariat avec l'application de commande de repas en ligne Yelp Eat24, a utilisé ses robots pour livrer des repas aux habitants des quartiers de Mission et Portero Hill, à San Fransisco.

Marble souhaite fabriquer une flotte de robots intelligents, utilisant les mêmes technologies que les voitures autonomes. Ces robots, se déplaçant sur les trottoirs de la ville à la vitesse d'un homme, se repèrent grâce à des lasers, des caméras et autres capteurs. Les commandes sont placées dans des robots qui peuvent transporter l'équivalent de quatre sacs de courses.

Marble a aussi créé des cartes en trois dimensions des quartiers où ses robots vont circuler : « Cela nous permet d'avoir le robot le plus intelligent et le plus fiable, qui connaît son environnement et est un minimum conscient de ce qui se passe », a repris Matthew Delaney.

Les robots de Marble ont été créés pour circuler seuls, mais, au moins dans un premier temps, ils bénéficieront d'une escorte humaine pour leurs déplacements. Les robots sont aussi reliés à des opérateurs qui, depuis les bureaux de Marble, peuvent intervenir à tout moment en cas de problème.

Quand les robots livreurs arrivent à destination, le client reçoit un SMS avec un code à taper sur le clavier du robot, afin de débloquer le couvercle. « Nous sommes toujours à la recherche de solutions innovantes pour offrir aux clients ce qu'ils veulent : un service efficace et abordable de livraison de nourriture », a noté le chef des opérations de livraison de Yelp Eat24.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

tech digg

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Matière
Matière et Energie
Vers une usine de production d’hydrogène par électrolyse de 60 MW
Jeudi, 01/06/2017 - 08:05

Construire une usine de production d’hydrogène par électrolyse de l’eau de 60 mégawatts (MW) c’est possible, selon Areva H2Gen. C’est en tout cas ce que cette entreprise française, née en 2014 de la fusion de CETH2, filiale de Smart Energies, et des actifs d’électrolyse d’Areva, est venue démontrer à la Foire de Hanovre (Hannover Messe), qui s'est tenue en Allemagne du 24 au 28 avril.

Areva H2Gen mise sur le "Power to Gas", soit "la valorisation des énergies renouvelables, dont une part de la production est actuellement perdue", précise l’entreprise dans son communiqué. Elle chiffre à a minima 5 000 MW la capacité d’électrolyse qui pourrait être alimentée à partir de l’électricité hydraulique perdue en Chine.

Areva H2Gen développe une technologie d’électrolyse dite PEM (Proton Exchange Membrane, membrane à échange de protons). L’entreprise a inauguré aux Ulis, dans l’Essonne, en juin 2016, une usine d’électrolyseurs sur cette technologie. Reste que pour le moment, Areva H2Gen ne présente sur son stand qu'un seul "stack" – ou pile – d'une capacité de 1 MW. Il s'agit selon l'industriel d'une "première étape vers la conception et la fabrication du stack de 2 MW, qui sera l'unité élémentaire pour un module de 10 MW".

Si la technologie PEM est plus moderne, sa maturité et sa compétitivité sont encore à améliorer. Après diverses acquisitions dont celle de l'allemand Enertrag HyTec, le français McPhy, PME côtée en Bourse, développe et commercialise des électrolyseurs qui dépassent déjà les 2 MW. Ils utilisent une technologie plus classique, dite alcaline.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Industrie & Technologies

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Vivant
Santé, Médecine et Sciences du Vivant
Le glutathion : clef de voute du système immunitaire ?
Jeudi, 01/06/2017 - 07:53

Des chercheurs du Luxembourg Institute of Health (LIH) ont découvert, chez la souris, un mécanisme immunitaire jusque-là inconnu qui favorise l’activation du système immunitaire humain. Leurs travaux on montré que les lymphocytes T, ces globules blancs du système immunitaire, luttent efficacement contre les agents pathogènes à la condition que le gène Gclc soit correctement exprimé dans la cellule. Ce gène Gclc code pour une protéine impliquée dans la production du glutathion, une molécule déjà connue pour sa capacité antioxydante : c’est-à-dire à éliminer les dérivés réactifs d’oxygène (ROS) et les radicaux libres.

Ces recherches ont également permis de montrer que le glutathion stimule le métabolisme énergétique des lymphocytes T : au-delà de ses pouvoirs antioxydants, le glutathion se révèle être un commutateur moléculaire clé pour le système immunitaire : en effet, la molécule stimule également le métabolisme énergétique des lymphocytes T et les aide à croître, se diviser et combattre les virus. Les chercheurs montrent ainsi chez la souris que sans glutathion, les cellules T ne sont plus complètement fonctionnelles. Elles restent en état d’hibernation et aucune réponse immunitaire ne peut plus se produire.

Ce double rôle du glutathion ouvre en effet de nouvelles perspectives thérapeutiques pour cibler le cancer et les maladies auto-immunes. Mais le point d’équilibre sera difficile à trouver : "Notre corps doit maintenir notre système immunitaire dans une situation d’équilibre délicate", explique l’auteur principal, le Professeur Dirk Brenner. "Si nos défenses internes sont hyperactives, elles se retournent contre le corps (maladies auto-immunes). Si elles sont trop faibles, les infections ne peuvent plus être contrées ou les cellules du corps peuvent proliférer sans contrôle et se développer pour former des tumeurs, ce qui peut devenir mortel. Enfin, lorsque la concentration de ces oxydants augmente, les cellules T doivent produire plus d’antioxydants afin de ne pas être empoisonnées".

En décryptant ce mécanisme, l’étude révèle le rôle essentiel du glutathion dans l’activation du métabolisme énergétique qui contrôle la réponse immunitaire. "Des résultats fascinants pour une intervention ciblée dans le métabolisme des cellules immunitaires et pour le développement d’une nouvelle génération d’immunothérapies", conclut le Professeur Markus Ollert, Directeur du Departement of Infection and Immunity du LIH.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Cell

Cancer : la flore intestinale, marqueur prédictif de la guérison
Mercredi, 31/05/2017 - 07:26

Pour la première fois chez l’homme, une étude montre que le microbiote intestinal - ces 100.000 milliards de bactéries qui tapissent l’intérieur de nos viscères - influence fortement la réponse de l’organisme à un traitement (appelé ipilimumab) contre le cancer de la peau. Cette molécule fait partie de la famille des immunothérapies, qui s’attaquent aux tumeurs en activant la réponse du système immunitaire du patient. Une approche très efficace, même contre des cancers que l’on pensait jusqu’à récemment incurables.

Des cancérologues, gastro-entérologues et chercheurs de l’AP-HP (Assistance publique-hôpitaux de Paris), l’Inra (Institut de recherche agronomique), de l’Institut Gustave Roussy et de l’Inserm, ont analysé le microbiote intestinal de 26 patients atteints de mélanome à partir d’échantillons de fèces offrant un bon aperçu de la vie qui grouille dans nos entrailles.

« Ces patients étaient atteints de mélanome à un stade avancé, avec des métastases. Ils n’ont pas répondu au traitement habituel, donc ils ont reçu de l’ipilimumab », explique le Professeur Franck Carbonnel, chef du service de gastro-entérologie à l’hôpital Bicêtre (AP-HP) et coauteur de l’étude.

Ce médicament, disponible sur le marché depuis 2011, est très efficace, mais est connu pour avoir des effets indésirables graves. « Contrairement aux autres médicaments contre le cancer, qui attaquent les cellules cancéreuses, l’ipilimumab active le système immunitaire du patient, ce qui peut provoquer des maladies inflammatoires ou auto-immunes », poursuit le médecin.

Avec son équipe, le Professeur Carbonnel a montré que les patients hébergeant une majorité de bactéries de type Faecalibacterium ont une meilleure réponse au traitement que ceux dont le microbiote est riche en bactéries Bacteroides. « Cette information pourrait à l’avenir permettre d’identifier à l’avance les candidats pouvant bénéficier de ce traitement très coûteux », souligne le Professeur Carbonnel.

« Les personnes chez qui le traitement fonctionne le mieux sont aussi celles qui sont le plus sujettes à des entérocolites, avec des symptômes très proches de ceux des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, telles que la maladie de Crohn », raconte le spécialiste. Or le microbiote intestinal joue justement un rôle central dans ces maladies, de même que dans la formation et la régulation du système immunitaire.

Que se passe-t-il dans les replis de leur intestin ? Les personnes qui ont un "bon" microbiote possèdent des bactéries capables de produire du butyrate, une molécule entraînant la formation de cellules du système immunitaire, les lymphocytes T régulateurs. L’ipilimumab, lui, est un médicament qui diminue l’action de ces cellules. « Chez les malades qui ont ce microbiote, le système immunitaire va s’activer fortement sous l’action de l’ipilimumab, il va cibler les cellules cancéreuses, mais aussi d’autres types de cellules. Et c’est cela qui entraînera des maladies inflammatoires », explique le Professeur Carbonnel.

Pour résumer, si le patient a le bon microbiote, il mobilisera davantage ses défenses immunitaires et cela se traduira par un succès thérapeutique, mais également par un risque élevé de développer une entérocolite. Dans un communiqué, les auteurs de l’étude évoquent leurs résultats comme « une étape majeure vers une manipulation de la composition de la flore intestinale afin d’améliorer l’efficacité de l’immunothérapie ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Le Figaro

Découverte d'une protéine-clé dans la protection des neurones
Mercredi, 31/05/2017 - 07:16

Dans la plupart des maladies neurologiques, les neurones de certaines régions du cerveau meurent et leur axone – leur principal prolongement – ne transmet plus les données, soit parce qu’il dégénère, soit parce qu’il est rompu. De nombreuses équipes de chercheurs qui tentent de « réparer » les axones ont identifié des protéines neuronales capables de favoriser ou d’inhiber la repousse.

Toutefois, ces protéines doivent souvent être manipulées génétiquement pour stimuler la régénération, ce qui n’est en général pas applicable à l’homme. Mais l’équipe d’Alyson Fournier, à l’Université McGill de Montréal, a découvert qu’une molécule naturelle produite par un champignon est capable de stabiliser l’une de ces protéines pour faire pousser les axones.

Cette protéine neuronale, appellée 14-3-3, est un « adaptateur » moléculaire impliqué dans de nombreux processus cellulaires. Présent dans l’ensemble du système nerveux, 14-3-3 participe au développement des neurones et à la croissance de leurs axones lors de la maturation du cerveau.

Son rôle dans la régénération des axones reste cependant inconnu. Toutefois cette protéine existe aussi chez certaines plantes : quand elles sont infectées par un champignon (Phomopsis amygdali), leurs feuilles se fanent, mais leurs racines poussent exagérément. Les neuroscientifiques ont supposé que le principe actif de ce champignon, la fusicoccin-A, a une activité régénératrice en agissant sur 14-3-3 car des études antérieures ont montré que les deux molécules interagissent.

Alyson Fournier et ses collègues ont d’abord montré in vitro sur des neurones de cortex de souris que 14-3-3 participait bien à la croissance de leur axone : en inhibant cette protéine, ils ont bloqué le développement des neurones de culture. Puis ils ont mis en évidence que la protéine 14-3-3 est quasi inactive chez des rongeurs âgés, car elle est hyperphosphorylée et donc instable (la phosphorylation, ou ajout de groupes phosphates à une molécule, est l'un des moyens les plus répandus de régulation des protéines).

Les chercheurs ont ensuite ajouté de la fusicoccin-A aux neurones en culture après les avoir « abîmés ». Résultat : les axones repoussaient ! C'est aussi le cas avec des neurones de cortex humains in vitro. Et chez des souris traitées pour que leur nerf optique dégénère, la fusicoccin-A favorise aussi la croissance des axones.

Par quel biais ? La fusicoccin-A interagit bien avec 14-3-3 et une autre molécule (produite en cas de « stress » cellulaire, comme une lésion), de sorte que 14-3-3, ainsi stabilisée, retrouve ses propriétés régénératives. Voilà donc un premier pas dans l’identification de cibles moléculaires et d’un « engrais » qui favorisent la pousse des axones. La fusicoccin-A devra maintenant être testée chez des animaux atteints de maladies neurodégénératives.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

McGill

Le sang du cordon ombilical humain a régénéré le cerveau de souris âgées
Mardi, 30/05/2017 - 08:44

Des chercheurs de l’Université de Stanford ont découvert que le sang ombilical pouvait être utilisé pour ralentir la dégénérescence neurologique dans le cerveau humain. Pour cette étude, les chercheurs ont recueilli des échantillons de sang humain à trois âges différents : celui du cordon ombilical de bébés, de jeunes âgés entre 19 et 24 ans et celui de personnes dites "âgées" entre 61 et 82 ans. Ils ont ensuite injecté les semences prélevées chez des souris âgées d’environ 12 mois comme dans l’étude précédente et ont commencé à analyser le comportement de ces souris.

Résultat : les souris ayant reçu le plasma du sang provenant du cordon ombilical ont vu leur mémoire vivifiée et leurs souvenirs améliorés, des résultats notamment vérifiés par des tests de sorties de labyrinthe. Elles ont aussi recommencé à construire des nids, une compétence que les souris âgées ont tendance à perdre à mesure qu’elles vieillissent. Au niveau cellulaire, les chercheurs ont également constaté une activité accrue dans l’hippocampe, la partie du cerveau responsable de l’apprentissage et de la mémoire et l’une des premières régions à se détériorer avec l’âge.

Notons que des résultats similaires, mais moins impressionnants, ont été observés dans le groupe de souris ayant reçu le plasma sanguin des jeunes adultes (19-24 ans) et qu’aucune amélioration n’a été observée chez les souris traitées avec le sang des personnes âgées.

Les chercheurs suggèrent qu’il existe un "ingrédient miracle" et régénérant dans le sang humain qui se ferait de plus en plus rare à mesure que nous vieillissons ; ils suggèrent que cet ingrédient secret pourrait être une protéine appelée "TIMP2" dont les taux ont été jugés "anormalement élevés" dans le sang du cordon ombilical par rapport au sang des personnes âgées.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

Voir les zones du cerveau qui s'activent quand nous rêvons...
Mardi, 30/05/2017 - 08:24

Une équipe internationales de l’Université du Wisconsin-Madison impliquant des chercheurs suisses, italiens et américains, a récemment fait un pas de plus vers la compréhension du fascinant processus qui nous permet de rêver, en isolant une zone à l’arrière du cerveau : une "signature" du rêve.

Ces chercheurs expliquent avoir utilisé l’électroencéphalographie à haute résolution pour cette étude. C’est une technique permettant de localiser l’activité cérébrale avec une haute précision. Au total, 46 volontaires ont été recrutés pour l’étude. Ils ont alors été invités à dormir, coiffés de bonnets composés de 256 électrodes qui auront permis aux chercheurs de mesurer l’activité cérébrale des participants. Ceux-ci ont ensuite été réveillés puis interrogés sur leurs rêves à différents moments de la nuit et les chercheurs ont ensuite comparé l’activité cérébrale des périodes où les sujets expliquaient avoir rêvé et les périodes où ils assuraient n’avoir pas eu d’expérience.

Les chercheurs ont alors identifié une zone postérieure active du cerveau qu’ils ont baptisé "posterior cortical hot zone" et qui serait une "signature du rêve" selon les chercheurs. Cette zone nouvellement identifiée regroupe plusieurs zones cérébrales déjà connues, d’après Francesca Siclari, du Centre d’investigation et de recherche sur le sommeil du CHUV à Lausanne. Après identification, les chercheurs ont pu suivre l’activation dans cette zone du cerveau en temps réel dans une deuxième expérience. Ils ont réussi à prédire la présence ou l’absence de rêves avec une précision de presque 90 %.

Pour finir, les chercheurs ont analysé l’activité cérébrale pendant le sommeil de sept participants habitués à donner un compte-rendu détaillé de leurs rêves. Ils ont pu observer que les zones activées quand les sujets rêvaient de certains contenus (visages, mouvements, langage, aspects spatiaux, pensées) étaient très similaires aux zones qui s’activent en veille lorsqu’on perçoit ces mêmes contenus. Cela montre que les rêves recrutent les mêmes zones cérébrales que nos expériences pendant la veille.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science Post

Betterave et exercice physique pour garder un cerveau jeune !
Mardi, 30/05/2017 - 08:14

Une étude réalisée par l'Université Wake Forest (Caroline du Nord) sur 26 participants âgés a montré que l’ajout d’un supplément de jus de betterave à l’exercice entraîne une connectivité cérébrale très similaire à celle de jeunes adultes. Une étude du Wake Forest publiée dans Nitric Oxide Biology and Chemistry avait déjà montré, en 2010, que la consommation de jus de betterave peut augmenter le flux sanguin vers le cerveau chez les personnes âgées. Une autre étude réalisée en 2016 a montré que la consommation de betteraves entières améliore les performances de fonctionnement chez les adultes en bonne santé.

Les betteraves contiennent des niveaux élevés de nitrate alimentaire ; le nitrate est converti en nitrite puis en oxyde nitrique (NO) lorsqu’il est consommé. NO augmente le flux sanguin dans le corps et plusieurs études ont montré qu’il peut améliorer la performance au cours de l’exercice chez des personnes de tous âges.

L’oxyde nitrique est une molécule reconnue comme "vraiment puissante" qui se diffuse vers les zones du corps hypoxiques ou qui ont besoin d’oxygène, dont le cerveau. Lors de la pratique de l’exercice, le cortex somato-moteur, qui traite l’information des muscles, analyse les signaux venant du corps.

Il s’agit de la première expérience à tester les effets combinés de l’exercice et du jus de betterave -mais il fallait y penser…- sur les réseaux fonctionnels du cerveau dans le cortex moteur et sur les connexions secondaires entre le cortex moteur et l’insula, impliquées dans la mobilité. L’étude est menée avec 26 hommes et femmes âgés de 55 ans et plus qui ne pratiquent pas d’exercice, ont une pression artérielle élevée et ne prennent plus que 2 médicaments pour l’hypertension artérielle.

Les participants ont été invités à boire un jus de betterave (Beet-It Sport Shot) contenant 560 mg de nitrate vs placebo, 3 fois par semaine pendant 6 semaines, une heure avant une marche de 50 minutes, modérément intense, sur tapis roulant. L’expérience montre que combiner le jus de betterave avec l’exercice offre encore plus d’oxygène au cerveau et crée un excellent environnement pour renforcer le cortex somato-moteur : l’analyse post-exercice constate en effet que le groupe "jus de betterave" présente des niveaux beaucoup plus élevés de nitrate et de nitrite que le groupe placebo après l’exercice.

Les chercheurs savaient qu’un certain nombre d’études ont montré les effets positifs de l’exercice sur le cerveau, mais montrent avec cette petite étude menée avec des participants âgés et hypertendus que, par rapport à l’exercice seul, l’ajout d’un supplément de jus de betterave avant l’exercice permet de retrouver une connectivité cérébrale de jeune adulte. C’est un autre exemple de produit naturel qui pourrait donc contribuer, de manière simple, au maintien de la santé cérébrale et de l’autonomie fonctionnelle.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

JOG

Un vaccin anti-cancer à l'horizon ?
Mardi, 30/05/2017 - 08:03

Il y a plus d'un siècle que le concept de vaccin contre certains cancers est exploré par les chercheurs, qu'il s'agisse de vaccin préventif, qui empêche la maladie d'apparaître, ou de vaccin thérapeutique qui attaque spécifiquement une tumeur, lorsque celle-ci est déjà présente. Une équipe de chercheurs du Dana-Farber Cancer Institute de Boston vient de présenter des résultats prometteurs à l'American Association for Cancer Research (AACR) à Washington.

Depuis de nombreuses années, les scientifiques ont réalisé de nombreuses tentatives pour trouver un vaccin capable d'éliminer les cellules cancéreuses de notre organisme. Sans succès. Principale difficulté : il existe autant de cancers différents que d'individus atteints. Trouver un vaccin universel est tout simplement impossible. L'équipe américaine, emmenée par Catherine Wu, a donc voulu élaborer un vaccin qui serait spécifique à chaque malade. Le principe d'un vaccin classique est relativement simple. Il consiste à insérer le virus de la maladie dans notre corps afin que notre système immunitaire le combatte, et surtout se rappelle du moyen de le combattre au cas où notre corps rencontre à nouveau ce virus.

le problème, c'est qu'une cellule cancéreuse est capable de générer d'elle-même une autre cellule cancéreuse avec un génotype complètement différent. Il est donc très difficile pour notre système immunitaire de les combattre, car elles se multiplient et se diversifient sans cesse. Il n'est pas non plus possible de l'aider avec un vaccin puisque de nouvelles cellules avec de nouveaux génotypes apparaissent au fil du temps. Notre système immunitaire ne peut donc pas retenir la signature de la cellule contre laquelle il doit lutter.

Récemment, des scientifiques ont mis en évidence la présence, dans le génome des cellules cancéreuses, de néo-antigènes. Ces néo-antigènes sont spécifiques à chaque tumeur. Ils constituent donc sa signature. Les chercheurs américains ont voulu exploiter cette découverte. À l'aide d'un prélèvement dans la tumeur, les scientifiques sont maintenant capables d'extraire l'entièreté de son information génétique. Ensuite, grâce à des logiciels informatiques, il est possible de scanner complètement ce génome et d'en extraire les néo-antigènes. Le but du vaccin établi par l'équipe va être de cibler les cellules possédant ces néo-antigènes.

Il va transmettre au corps un message, sous forme d'ARN messager, expliquant le moyen de reconnaître ces cellules cancéreuses afin qu'il puisse les éliminer. Ce message va être décrypté par les cellules dendritiques qui, comme pour un vaccin classique, vont déclencher une réponse immunitaire adaptative. Les lymphocytes T vont alors s'attaquer aux cellules possédant cette signature et les détruire.

Cependant, les cellules cancéreuses peuvent être capables d'envoyer des signaux pour contrer la réponse immunitaire de notre corps. Dans ce cas, le vaccin doit alors être associé à une méthode d'immunothérapie, basée sur des "checkpoint inhibitor" dont le but est d'inhiber ces signaux.

Au cours de ses essais, l'équipe a injecté un vaccin personnalisé à 12 patients souffrant d'un cancer de la peau. Pour chacun, 20 néo-antigènes étaient ciblés. Les résultats sont plutôt encourageants. Deux années et demie plus tard, 10 n'avaient pas fait de rechute. Pour les deux autres, en combinant le vaccin avec les "checkpoint inhibitor", toutes leurs nouvelles tumeurs ont été éliminées.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science

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Homme
Anthropologie et Sciences de l'Homme
L'homme serait arrivé en Amérique bien plus tôt que prévu...
Jeudi, 01/06/2017 - 07:58

L'homme serait-il arrivé en Amérique bien plus tôt que ce que l'on pensait jusqu'à présent ? C'est en tout cas ce que semblent indiquer des indices découverts par des archéologues et des paléontologues en Californie. Des traces "indiquent qu'une espèce d'hominidés vivait en Amérique du Nord 115.000 ans plus tôt que ce que nous pensions", a expliqué Judy Gradwohl, présidente du Muséum d'histoire naturelle de San Diego.

De grosses pierres disposées de façon peu naturelle avaient été découvertes au début des années 1990 au milieu d'ossements de mammouth qui portaient eux-mêmes des traces de fractures. Une découverte qui avait directement intrigué les scientifiques. C'est en 2012, grâce aux avancées technologiques, que ces derniers ont appris que ces ossements remontaient à 130.000 ans.

Les scientifiques ont ensuite passé plusieurs années à étayer leur théorie. "Toute annonce extraordinaire nécessite des preuves extraordinaires", a indiqué Tom Deméré, membre de l'équipe. "Nous avons cassé des os d'éléphants entre des marteaux et des enclumes de pierre similaires, et nous avons obtenu les mêmes fractures", a expliqué Steve Holen, premier auteur de l'étude. "Cette méthode pour briser les gros ossements, pour en faire des outils ou récupérer la moelle, était déjà utilisée il y a 1,5 million d'années en Afrique, et partout ailleurs où il y a eu des occupations humaines".

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

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Recherche
Recherche & Innovation, Technologies, Transports
Premier vol du Lilium Jet, avion électrique à décollage vertical
Mardi, 30/05/2017 - 07:34

Dans la rude compétition internationale pour commercialiser la première véritable "voiture volante", un projet ambitieux est en train de discrètement prendre corps. Lilium Aviation, une société allemande fondée en 2015 par quatre ingénieurs en aérospatiale, avait dévoilé en 2016 son projet d'avion électrique à décollage et atterrissage verticaux, ou Adav (aéronef à décollage et atterrissage verticaux) avec, notamment, le soutien de l'ESA (l'Agence spatiale européenne).

L'engin, baptisé Lilium Jet, a effectué ses premiers vols en Allemagne, « près de Munich ». La vidéo diffusée montre un décollage à la manière d'un hélicoptère avant une transition pour voler comme un avion. Il n'y avait aucun passager à bord de l'appareil, télécommandé depuis le sol, mais ses concepteurs assurent qu'un essai avec un pilote humain se fera sous peu. Les informations techniques sur cet avion électrique sont assez partielles. Sur le site Internet du constructeur, on apprend que les moteurs « fonctionnent comme les turbopropulseurs d'un jet classique ». Mais les schémas montrent surtout des petites hélices carénées.

Le Lilium Jet est équipé de 36 moteurs électriques, dont 24 sont disposés sur le bord arrière des deux ailes (le bord de fuite) à l'intérieur de volets mobiles, ce qui constitue l'originalité du concept. Douze autres sont montés sur des supports pivotants, à l'avant, de part et d'autre du nez. Selon les informations diffusées en 2016, le tout développerait 320 kW (soit 435 chevaux), ce qui est énorme pour un avion biplace mais moins étonnant pour un hélicoptère confortable.

Au moment du décollage, les volets et les supports orientent tous les moteurs vers le sol pour créer une poussée verticale. Une fois en l'air, ils reviennent progressivement à l'horizontale, en mode avion. On remarque que sur la vidéo, les phases de transition entre vols vertical et horizontal ne sont pas montrées. Ce sont pourtant les moments les plus délicats. Lilium Aviation indique avoir conçu un système de propulsion « ultraredondant » avec des composants indépendants, de telle sorte que la défaillance de plusieurs moteurs n'empêcherait pas d'atterrir à la verticale. Le même type de conception a été appliqué aux batteries qui alimentent le système mais, là encore, les explications sont succinctes.

Coté performances, le Lilium Jet est censé parcourir jusqu'à 300 kilomètres et atteindre une vitesse de pointe de 300 km/h. L'objectif final est d'en faire un avion à pilotage autonome, mais la version initiale sera manœuvrée par un pilote humain. Lilium évoque une technologie « Flight Envelope Protection System », donc une protection informatique empêchant le pilote de sortir de l'enveloppe (ou domaine) de vol, bref, de faire des manœuvres dangereuses. L'engin n'est pas conçu pour être un avion de voltige mais un moyen de transport le plus automatique possible.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

engadget

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