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RTFLASH Recherche & Technologie
NUMERO 980
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 21 Décembre 2018
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Egalement dans ce numéro
Avenir
Un matériau à conductivité thermique réversible
Un robot qui se métamorphose selon son environnement
Matière
Les métamatériaux s'imposent dans l'ensemble des secteurs industriels
Un laser pour recharger les drones en vol
Espace
Un lac souterrain découvert sur Mars
Vivant
Des diodes électroluminescentes contre les plaies infectées
Découverte fortuite d'un nouveau type de microgel désinfectant
Un tissu cardiaque fonctionnel cultivé en laboratoire
Troubles du spectre de l'autisme : une étude remet en cause le modèle théorique dominant
L'obésité à l'adolescence augmenterait le risque futur de cancer du pancréas
Vieillissement et microbiote intestinal : les liaisons dangereuses !
Surpoids et dépression : le lien se confirme…
La rapamycine, nouvelle voie thérapeutique pour traiter l'autisme ?
Une nouvelle voie pour moduler la réponse immunitaire contre les tumeurs
Une nouvelle classe de médicaments contre l'hypertension
Edito
Les robots vont changer le destin de nos anciens



Bonjour, chers lecteurs de RT Flash,

La petite équipe de RT Flash prend quelques jours de repos. Si vous avez la chance de pouvoir en prendre, nous vous souhaitons de bien vous reposer pendant ces congés de fin d'année. Le prochain numéro sera mis en ligne le Vendredi 4 Janvier 2019.

René TRÉGOUËT

 

D’ici 2050, on prévoit que la population mondiale des personnes âgé de plus de 65 ans doublera pour atteindre 1,6 milliard d’individus, soit 16 % de la population totale. Quant à celle des plus de 80 ans, elle sera multipliée par quatre d’ici le milieu de ce siècle. La France comptera, quant à elle vingt millions de personnes âgées à la même échéance, soit plus d’un quart de sa population. Parmi ces seniors, il y avait 2,1 millions de personnes de plus de 85 ans en France début 2018. L’Insee prévoit qu’elles seront 4,2 millions d’ici 2050.

Aujourd'hui, 1,3 million de personnes sont en état de dépendance, c’est-à-dire qu’elles ont besoin de l’aide d’une tierce personne pour accomplir les gestes essentiels de la vie quotidienne comme se déplacer, s’habiller, se laver, se nourrir. Mais ce nombre, sous l’effet du vieillissement inexorable de notre population, devrait atteindre au moins 2,4 millions en 2050, selon l’hypothèse moyenne de l’Insee.

Il faut également rappeler qu’en 2050, seul un Français sur deux sera en âge d’être actif, ce qui permet de mieux comprendre l’équation redoutable à laquelle notre société va être confrontée : de moins en moins d’actifs qui vont devoir, d’une façon ou d’une autre, prendre en charge un nombre de personnes très âgées, fragiles ou dépendantes, qui va doubler au cours des trente prochaines années…

Aujourd’hui, plus de 700 000 personnes âgées sont déjà en maison de retraite en France et beaucoup d'entre elles sont dépendantes et prises en charge dans des établissements médicalisés, les EHPAD (Établissement d’Hébergement pour Personnes Âgées Dépendantes). L'âge moyen des résidents de ces établissements (au sein d'hôpitaux publics ou privés) est de 85 ans, et près d'un quart d'entre eux souffre de la maladie d'Alzheimer ou apparentée.

L’une des conséquences de cette augmentation inexorable du nombre de personnes âgées est que les établissements de retraite ont de plus en plus de mal à recruter : plus d’un sur trois peine à trouver le personnel dont il a besoin pour fonctionner correctement. Pour faire face à cette situation, tous les pays développés réfléchissent à la mise en œuvre conjointe de trois niveaux d’accompagnement et d’assistance des seniors : le premier consiste à rendre les structures d’accueil et les logements intelligents et réactifs, de manière à pouvoir prévenir et détecter les anomalies et problèmes qui peuvent affecter les personnes âgées ; le deuxième niveau, complémentaire du précédent, consiste à équiper les personnes âgées de nombreux dispositifs portables intégrés dans les vêtements, qui vont pouvoir surveiller en permanences, de manière non-intrusive et transparente, les principaux paramètres biophysiques du porteur et donner l’alerte aux intervenants compétents, si cela s’avère nécessaire. Enfin le troisième niveau, le plus récent et le plus riche de promesses, est de mettre à la disposition des seniors tout un ensemble de robots, allant des plus simples aux plus sophistiqués, qui vont pouvoir non seulement s’assurer du bien être des personnes âgées mais également dialoguer avec elles et, le cas échéant, agir de manière pertinente et autonome si la personne âgée se trouve brusquement confrontée à un problème qui met en péril sa sécurité.

A Roubaix, une nouvelle résidence intergénérationnelle comporte 71 logements qui sont occupés par des personnes âgées. Soucieux de proposer aux occupants de nouveaux services, le bailleur SIA Habitat s’est associé à la start-up Ôgénie et à l’association La Sauvegarde du Nord pour mettre en place un site réservé aux habitants seniors de la résidence. Sur cette plate-forme numérique, les seniors peuvent trouver des informations sur les activités du quartier comme sur les démarches administratives les concernant, s’inscrire aux animations qui leur sont proposées au sein de la résidence, poser des questions, s’échanger des messages, poster une invitation à un événement qu’ils souhaitent organiser dans l’une des deux salles communes…

Les locataires qui le souhaitent peuvent également demander l’installation d’une box, reliée à la plate-forme et comprenant trois gros boutons. Un premier permet de recevoir des messages, qu’il s’agisse d’un rappel des activités de la journée ou de conseils en cas de canicule par exemple. Le deuxième appelle directement le service clientèle du bailleur qui gère les problèmes techniques. Et le troisième permet d’appeler directement son aidant. Par ailleurs, un détecteur de mouvements près des lits allume automatiquement la lumière la nuit pour éviter les chutes. Un autre capteur d’ouverture de porte est posé sur le réfrigérateur : si celui-ci n’est pas ouvert de la journée, le gardien ou l’intervenant de La Sauvegarde du Nord peut vérifier si tout va bien.

Dans le Rhône, Rhône Métropole et le bailleur social Dynacité souhaitent également développer cette plate-forme Ôgénie au sein du quartier prioritaire de la ville de Rillieux-la-Pape. Après une phase de diagnostic et de consultation des habitants seniors, Dynacité va mobiliser des volontaires pour qu’ils construisent la plate-forme, définissent les services qu’ils souhaitent voir développés.

Les maisons de retraite sont également en train de vivre leur mutation numérique afin d’offrir à leurs résidents une multitude de nouveaux services qui participent à la fois à mieux prévenir les problèmes de santé et à maintenir l’autonomie sociale et cognitive des seniors. C’est ainsi qu’au Danemark, une maison de retraite à Aalborg propose des chambres équipées de matériel d’aide au déplacement et de détecteurs de chutes. Les salles de bain, également, sont pourvues de toilettes nettoyantes et séchantes. Mais la maison de retraite du futur ne se soucie pas seulement de mieux surveiller la santé de ses résidents ; elle est également conçue de manière à favoriser le plus possible les échanges sociaux et cognitifs et à prévenir les effets néfastes de l’isolement. Les résidents d’Aalborg ont ainsi à leur disposition des tablettes électroniques pour envoyer des mails ou passer des appels en visio. À partir de ces terminaux, les pensionnaires peuvent consulter en temps réel le calendrier des activités et des événements et également formuler des demandes et faire remonter des informations utiles.

En France, de nombreux acteurs, qu’ils soient privés ou institutionnels, essayent de développer des solutions simples, souple et ingénieuses qui favorisent le maintien à domicile des personnes âgées, sans qu’elles aient un sentiment d’intrusion liée à la présence trop visible d’éléments technologiques. A la fin de l’année dernière, EDF a par exemple décerné son prix « EDF Pulse » à différentes startups dont Howz, une jeune entreprise anglaise qui développe des solutions très innovantes à destination des seniors.

Cette petite société britannique propose un remarquable système interactif qui repose sur l'analyse des consommations électriques et sur des capteurs de mouvements, déployés chez l'habitant. Ce dispositif simple, fiable et peu intrusif, permet de s'assurer que l'activité du résident est normale. Le boîtier est équipé d’un logiciel capable d’apprendre les habitudes de vie des personnes âgées (heure du lever, activité en journée, moments des repas), ce qui permet de détecter efficacement les anomalies ou incidents de vie. Si le système repère un problème, les proches en sont immédiatement avertis et peuvent entrer en contact avec le retraité pour savoir si tout va bien. Un ensemble de capteurs reliés à cette box permet également de contrôler à distance l’éclairage, le chauffage ou la bonne fermeture de la porte d’entrée et des fenêtres. Selon la startup britannique, "Howz a été conçu pour s’adapter aux seniors et n'est pas un objet de luxe réservé à quelques-uns mais un outil simple et fiable accessible au plus grand nombre".

Complément indispensable de ces nouveaux systèmes communicants et interactifs, bien moins complexes et coûteux que les premières installations domotiques, le smartphone permet également de faciliter le maintien à domicile des plus âgés, en prévenant proches ou personnel médical de toute anomalie, y compris d'une éventuelle chute. À l’occasion du dernier Congrès mondial de la téléphonie mobile (MWC) organisé à Barcelone, tous les constructeurs et fabricants y sont allés de leur solution et applications mobiles destinées à faciliter la vie des seniors.

La jeune entreprise anglaise Voltaware a ainsi développé un système fonctionnant grâce à l'installation d'un capteur dans le disjoncteur du domicile. Celui-ci, via le Wifi, transmet les données de consommation électrique au serveur virtuel de l'entreprise, qui les analyse. Si une personne âgée change ses habitudes, par exemple ne se lève pas le matin ou n'allume pas sa machine à café, le système détecte ce changement et envoie immédiatement un SMS aux proches. Ce service simple et fiable est déjà disponible dans certaines régions britanniques, via deux distributeurs d'électricité au Royaume-Uni.

La société israélienne Vayyar, spécialisée en imagerie 3D, propose pour sa part un capteur d'ondes radios, afin de détecter dans quelle pièce se trouve une personne. Originalité de ce dispositif, il n’a besoin que d'un seul capteur situé au centre du domicile. Il peut aussi repérer dans quelle position se trouve la personne âgée et s’assurer qu’elle respire. Si cette dernière fait une chute ou cesse de respirer, une alerte automatique par SMS est immédiatement envoyée aux différents services d'urgence enregistrés.

Les Japonais qui, on le sait, sont à la pointe de l’innovation en matière d’outils numériques pour l'assistance aux seniors, font également feu de tout bois sur ce marché en pleine expansion. Un système nippon, le DFree, présenté au dernier salon high-tech grand public à Berlin, utilise par exemple des ultrasons qui détectent la taille de la vessie et mesurent ainsi son remplissage de manière indolore et préventive et ce sans danger. Ce dispositif envoie une alerte par mail et SMS au personnel de surveillance lorsque le taux de remplissage devient critique et qu'il est temps de prévoir un passage aux toilettes...

Autre innovation majeure qui est en train de transformer la vie des seniors, les vêtements intelligents et communicants. Il y a quelques mois, la maison mère de Damart a par exemple annoncé la création, à Lille, d’E-Wear Solutions, une startup spécialisée dans les vêtements connectés pour seniors. Les solutions proposées reposent sur des ensembles de capteurs particulièrement miniaturisés qui sont insérés dans les vêtements ou sous-vêtements au moment de leur fabrication. L’idée est de capter une multitude de données physiologiques et de les transmettre en temps réel aux différents acteurs concernés, afin qu’ils puissent être alertés immédiatement en cas d’anomalie ou de graves problèmes de santé.

Autre initiative intéressante, celle mise en œuvre par le groupe Mulliez-Flory, dans le cadre des PIAVE (Projet industriel d’avenir). Baptisée « Autonotex », ce projet, résolument transdisciplinaire, vise à concevoir des vêtements et autres textiles autonomes en énergie grâce à des fibres capables de transformer l’énergie mécanique et les mouvements de l’utilisateur en électricité. De tels vêtements, associés aux nouvelles générations de capteurs à très faible consommation, permettrait notamment aux seniors de ne plus avoir à se soucier de changer régulièrement les piles ou batteries qui alimentent ces dispositifs portables.

Mais on peut aller encore plus loin et imaginer des vêtements « à puissance augmentée » qui vont permettre aux seniors les plus fragiles de bénéficier, lorsqu’ils en ont besoin, d’un surcroît ponctuel de force musculaire pour accomplir un geste ou une action particulière. Une telle combinaison réactive est déjà en cours d’expérimentation. Baptisée « Aura », elle a été conçue en collaboration avec la société de robotique Superflex. Le vêtement, fabriqué à partir d’un tissu léger et souple, vise à fournir à la personne âgée un niveau de force plus élevé grâce à une série de moteurs couplés à des capteurs et logés dans des cosses hexagonales réparties au niveau des principaux muscles du corps. Grâce à un puissant logiciel utilisant l’intelligence artificielle, ce dispositif portable à « force augmentée » peut réagir aux mouvements naturels du corps et ajouter, si nécessaire, de la puissance musculaire pour aider le porteur à se lever, s’asseoir ou rester debout. Dans le même esprit, une équipe d'ingénieurs de l'Université Vanderbilt aux Etats-Unis a développé un sous-vêtement intelligent et mécanisé qui utilise la science de la biomécanique pour prévenir les maux de dos. La version actuelle du système permet déjà de réduire l'activité des muscles du bas du dos de 15 à 45 % pour chaque tâche. Conçu pour être utilisé uniquement en cas de besoin, ce dispositif portable n’est pas considéré comme contraignant par les utilisateurs.

Parmi la panoplie de plus en plus large de systèmes et d’outils numériques et électromécaniques à destination des seniors, les robots de toute taille et de toute nature figurent également en bonne place. L'un des plus populaires et des plus utilisés est le robot Paro. Se présentant sous la forme d’un petit phoque blanc, ce robot est capable de manifester et de communiquer plusieurs types d’émotions, comme la joie, la surprise ou le mécontentement, lors d'un contact avec une personne. Grâce à ses différents capteurs et un puissant algorithme de traitement, il peut réagir à ses interlocuteurs et s’adapter en temps réel à certaines modifications de son environnement. Un très intéressant rapport présenté en octobre dernier à la Mutualité française et portant sur 18 mois d’expérimentation dans 11 résidences mutualistes de Loire et Haute-Loire, montre que ce robot est bien plus qu’un gadget et permet, à condition d’être utilisé à bon escient et dans un cadre d’accompagnement approprié, d’obtenir des effets très positifs en matière de lien social d’humeur, et de prise en charge de la douleur. L'étude précise également que l'utilisation du robot Paro apparaît "particulièrement utile à un personnel soignant expérimenté, au sein de petites unités de vie".

Mais il faut bien comprendre que l’arrivée et la diffusion massives de ces différents outils numériques et robotiques au service du seniors ne pourront être pleinement efficaces qu’à condition d’être accompagnées et favorisées par un cadre politique, social et institutionnel adapté. C’est précisément ce qu’essaye de faire le Japon, pays où les seniors représente déjà 27 % de la population, taux qui pourrait dépasser les 38 % à l'horizon 2060 (contre 18 % en France à l'heure actuelle et 27 % en 2060).

Confronté à ce défi du vieillissement accéléré de sa population, le Japon a commencé à modifier profondément son système de protection sociale. Une assurance sociale pour les personnes dépendantes, créée en l'an 2000 et financée conjointement par l’Etat et les communes, prend en charge 90 % des frais liés à la prévention et aux soins à domicile ou en établissement. D'ici à 2025, le Japon lancera un système de « parcours de vie intégrée » permettant aux personnes dépendantes d'accéder à des soins médicaux et à des activités associatives dans un périmètre limité à trente minutes. L'objectif avoué du gouvernement japonais est de permettre aux aînés de vivre jusqu'à la fin de leurs jours en conservant leurs habitudes dans un cadre familier, même lorsque des soins importants sont nécessaires.

Mais le Japon veut aller encore plus loin et prépare déjà l’ère des robots autonomes d’assistance personnelle. Concrètement, il s’agit de concevoir et de proposer aux seniors les plus fragiles, ainsi qu’aux établissements qui les accueillent, une nouvelle génération de robots humanoïdes autonomes, puissants et polyvalents, capables de devenir de véritables « auxiliaires de vie » et de remplir une grande variété de tâches, particulièrement les plus pénibles et les plus fastidieuses.

C’est tout l’enjeu du nouveau robot développé par le Centre de collaboration RIKEN-SRK pour la recherche sur les robots à interaction homme-humain à Nagoya. Baptisé ROBEAR, ce robot est plus léger que son prédécesseur, ne pesant que 140 kilogrammes par rapport aux 230 kilogrammes du RIBA-II. Mais la grande nouveauté de cette étonnante machine réside dans le fait qu’elle est capable d’exercer une puissante force, avec un rapport de démultiplication très faible, permettant aux articulations de se déplacer très rapidement et avec précision, grâce à l’utilisation conjointe de trois types de capteurs, capteurs de couple, capteurs tactiles et capteurs capacitifs. Cette solution technologique permet au robot d’utiliser sa force en effectuant des mouvements doux et mesurés, comme saurait le faire un être humain particulièrement musclé… ROBEAR peut ainsi soulever délicatement une personne de son fauteuil pour l’allonger sur son lit ou encore relever avec précaution une personne âgée qui aurait fait une chute. ROBEAR donnera une impulsion à la recherche sur la création de robots pouvant compléter le besoin du Japon de nouvelles approches en matière de soins (Voir RIKEN).

Confrontés au double défi de la forte augmentation des personnes âgées et de la pénurie chronique de personnel soignant, les chercheurs japonais veulent mettre au point, au cours des cinq prochaines années, cette nouvelle génération de robots autonomes, puissants et polyvalents, capables en outre d’évoluer parfaitement dans les espaces exigus qui caractérisent les habitations japonaises.

Même si la situation de nos aînés est moins critique en France, je reste convaincu que nous devons également préparer notre cadre social, médical et institutionnel à l’arrivée de ce nouveau type de robot qui pourrait permettre, déployé de manière intelligente et concertée, d’améliorer considérablement la qualité de vie des personnes âgées en perte d’autonomie en permettant notamment leur maintien à domicile jusqu’au terme de leur vie, ce que souhaite l’immense majorité de nos concitoyens.

Bien entendu, va se poser la question-clé de la répartition de la prise en charge financière du coût important que représentera la généralisation de ces outils numériques et robotiques à destination des seniors. Mais cette question n’a de sens que si on la met en perspective avec celle d’une maîtrise de la prise en charge hospitalière et institutionnelle en établissement. Il nous appartient de réfléchir tous ensemble aux moyens politiques, sociaux et humains à mettre en œuvre pour que demain l’ensemble de nos aînés puisse avoir accès à ces nouveaux outils, quels que soient leurs revenus et leur lieu de résidence. Le défi n’est pas mince mais, si nous parvenons à le relever, nous aurons gagné à la fois sur un plan collectif, en parvenant à maîtriser les dépenses globales de notre société liée à la dépendance et au vieillissement, et sur un plan individuel, en permettant à tous nos aînés d’avoir jusqu’au terme de leur vie une existence autonome, riche et digne.

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat


Avenir
Nanotechnologies et Robotique
Un matériau à conductivité thermique réversible
Mardi, 18/12/2018 - 21:11

Des chercheurs en mécanique et en ingénierie des matériaux de l’Université de Virginie, en collaboration avec des équipes de Penn State (Université de Pennsylvanie), de l’Université du Maryland et du National Institute of Standards and Technology, ont mis au point un biopolymère inspiré des anneaux du calmar, capable de réguler de manière dynamique ses propriétés thermiques : il peut en effet basculer de l’isolation au refroidissement en fonction de la quantité d’eau présente.

Ces travaux ont pu montrer que le facteur entre la conductivité thermique en position « ON » et en position « OFF » est de l’ordre de 4, ce qui représente un ratio au moins trois fois supérieur à ce que l’on sait faire aujourd’hui. Les applications les plus évidentes concernent l’industrie textile. On pourrait ainsi facilement imaginer des vêtements qui laissent sortir la chaleur quand le porteur transpire et qui la bloquent quand l’humidité redescend – donc après l’effort.

Ce biopolymère de base provient des dents ou crochets tranchants qui ornent les anneaux des ventouses de certaines espèces de calmars. Les biopolymères de ces calmars présentent une structure qui se répète en tandem. Des recherches précédentes avaient montré qu’en faisant varier des paramètres de la structure de ce matériau via des séquences d’ADN synthétisées spécialement, on pouvait changer les caractéristiques mécaniques de ces biopolymères.

Cette fois, les scientifiques ont orienté leurs recherches sur leur conductivité thermique. Ils ont découvert que cette conductivité variait en fonction de l’hydratation et que celle-ci pouvait servir d’interrupteur On/Off. Ainsi, la conductivité pouvait être prédite et programmée via les changements de structure du biopolymère.

Outre les applications textiles, d’autres applications sont envisageables comme « un recyclage plus efficace de la chaleur perdue pour produire de l’électricité », précisent les chercheurs dans leur communiqué de l’Université de Virginie, évoquant aussi de nouvelles voies pour la production d’énergie éolienne et hydroélectrique. En outre, soulignent-ils, ces biopolymères peuvent être soit extraits des calmars, soit synthétisés à partir de ressources biologiques renouvelables.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature Nanotechnology

Un robot qui se métamorphose selon son environnement
Lundi, 17/12/2018 - 14:40

Des chercheurs des universités de Cornell et de Pennsylvanie, aux États-Unis, ont développé conjointement un robot modulaire auto-reconfigurable (ou MSRR). Doté d’un ensemble de modules cubiques à roues, il décide tout seul de les reconfigurer pour s'adapter à son environnement et aux besoins de sa mission.

Les modules s’attachent entre eux et aux cibles métalliques par des aimants électro-permanents (dont le magnétisme est activé par une décharge électrique). Une reconfiguration dure une minute, soit 4 à 14 minutes de moins que les modèles précédents. Un algorithme caractérise alors le milieu perçu le séparant de l’objet (repéré à sa couleur) : libre, en escalier, en tunnel ou élevé.

Un ordinateur embarqué reçoit l’information et, via des signaux WiFi, réarrange les modules : respectivement en voiture ou scorpion, en serpent, ou en bras. Le robot récupère ainsi l’objet et le transporte à destination.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science Robotics

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Matière
Matière et Energie
Les métamatériaux s'imposent dans l'ensemble des secteurs industriels
Jeudi, 20/12/2018 - 07:53

Des chercheurs de l’Université de Californie (Irvine – USA), de l’Université John Hopkins (Baltimore – USA) et de l’Université du Surrey (Guildford – Royaume-Uni) ont développé un métamatériau métallique qui allie la rigidité des métaux ou des céramiques aux capacités d’amortissement du caoutchouc. Cette dernière propriété provient de la structure 3D du tissage. Cette classe de métamatériau d’amortissement peut potentiellement être utilisée dans de très nombreuses applications qui nécessitent une atténuation des vibrations haute fréquence et qui sont sensibles au poids, à commencer par tous les moyens de transports.

Dans ce matériau, le métal est tissé de manière orthogonale avec des fils de chaîne et des fils de trame, auxquels viennent se rajouter des fils en Z qui entourent les derniers fils de trame supérieurs et inférieurs, puis qui courent dans l’épaisseur pour relier l’ensemble. Des joints de brasage sont ensuite ajoutés, mais seulement à certains endroits choisis du treillis, laissant ainsi « flottants » les autres contacts entre fils métalliques.

Cette liberté de mouvement confère à la structure une capacité d’amortissement comparable à celles des polymères en termes de coefficient d’amortissement, mais ces matériaux – contrairement aux polymères – restent poreux et peuvent supporter une température maximale d’utilisation beaucoup plus élevée.

Selon ces chercheurs, les métamatériaux vont étendre rapidement leurs champs d'application. Déjà utilisés dans les domaines électromagnétiques,  ils vont à présent révolutionner les domaines de la transmission et de la maîtrise des sons, de l'amortissement des vibrations et  forces mécaniques et du stockage de l'énergie.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

Un laser pour recharger les drones en vol
Mardi, 18/12/2018 - 21:21

Les drones actuels restent d'un usage limité, à cause de leur faible autonomie de vol. C'est l’importante consommation énergétique des moteurs qui grève l’autonomie de leurs batteries. Mais un concept de recharge sans-fil imaginé par la start-up suisse LakeDiamond pourrait bientôt conférer à ces aéronefs sans pilote une capacité de vol quasi-perpétuelle. Son principe de base : pointer vers le drone un puissant rayon laser. Cette technique, dite de « power beaming »,  permet de recharger en continu la batterie de l’appareil via des cellules photovoltaïques.

"Actuellement, le seul dispositif d’alimentation en vol disponible sur le marché est une solution câblée. Même si elle s’avère utile pour quelques applications spécifiques, elle fait perdre au drone toute sa flexibilité", expose Nicolas Malpiece, responsable du projet Power Beaming chez LakeDiamond ; jeune pousse issue du Laboratoire de physique des nanostructures (LPN) de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), dirigé par le Professeur Eli Kapon.

Pour s’affranchir de cette limitation, les chercheurs suisses ont donc fait appel à une source lumineuse bien connue - le laser -, à laquelle ils sont parvenus à conférer des qualités uniques. "Notre technologie laser se démarque par sa longueur d’onde - située dans l’infrarouge - et qui permet d’obtenir un laser d’une grande puissance, mais aussi, et surtout, par la qualité du faisceau généré, large et très peu divergent", avance Nicolas Malpiece.

De quoi conjuguer puissance et excellence optique, deux qualités pourtant a priori difficiles à concilier. Pour parvenir à ce résultat, les chercheurs ont entièrement repensé la structure conventionnelle de la cavité laser. Ils ont en effet substitué aux deux miroirs semi-réfléchissants qui enserrent habituellement une couche semi-conductrice deux cristaux synthétiques novateurs : des diamants nanostructurés.

En plus de leurs propriétés optiques incomparables, ces assemblages d’atomes de carbone permettent d’optimiser la dissipation thermique. Un élément clé, comme le souligne Nicolas Malpiece : "Le diamant – l’un des meilleurs conducteurs thermiques au monde – permet de dissiper très rapidement la chaleur et donc d’augmenter la puissance du faisceau laser".

La naissance de ces diamants nanostructurés débute par un « dépôt chimique en phase vapeur ». "Une méthode de dépôt sous vide qui, à partir de précurseurs gazeux, permet de déposer des atomes les uns après les autres : en l’occurrence du carbone pour le diamant", explique Nicolas Malpiece. "Cela permet d’obtenir un diamant monocristallin avec très peu d’impuretés, et donc avec d’excellentes propriétés optiques". Un premier pas vers la performance, auquel succède une seconde étape cruciale : la nanostructuration. "Le procédé se poursuit par la gravure d’un réseau de lignes nanoscopiques à la surface du diamant. Cette grille permet d’incorporer le diamant dans la cavité laser pour dissiper encore mieux la chaleur", dévoile Nicolas Malpiece.

Cette solution devrait en effet prendre naissance sous forme d’un démonstrateur en début d’année prochaine, le temps notamment d’achever la mise au point d’une station de contrôle au sol.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Industrie & Technologies

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Espace
Espace et Cosmologie
Un lac souterrain découvert sur Mars
Jeudi, 20/12/2018 - 07:33

Un grand lac d’eau liquide et salée a été découvert par le radar italien Marsis de la sonde Mars Express, à 1,5 km sous les glaces du Pôle Sud de Mars. Cette découverte a été présentée par l’Agence spatiale italienne (ASI), l’Institut National d’Astrophysique (INAF), les universités de Roma Tre, La Sapienza et Gabriele D’Annunzio (Pescara), le Conseil national des recherches (CNR).

Le grand lac souterrain, découvert sur Mars par des chercheurs italiens qui ont utilisé les données du radar Marsis à bord de la sonde Mars Express, pourrait bien abriter la vie. Il existe depuis longtemps, il est formé d’eau liquide, il contient des sels et il est protégé des rayonnements cosmiques : pour les auteurs de l’étude, il s’agit d’éléments qui font penser à une possible niche écologique.

Le lac, stable depuis longtemps, d’un diamètre de 20 kilomètres et d’une forme plutôt triangulaire, a été identifié par le radar Marsis (Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding), actif à bord de la sonde Mars Express de l’Agence spatiale européenne depuis 2005.

Marsis a été conçu par Giovanni Picardi, de l’Université La Sapienza et construit par Thales Alenia Space, joint-venture franco-italienne des groupes Thales et Leonardo. Les résultats ont été présentés par le responsable scientifique du radar Marsis, Roberto Orosei, de l’Institut de Radioastronomie de Bologne de l’Institut National d’Astrophysique, premier auteur de la recherche.

Les résultats obtenus peuvent bien être considérés comme la réponse à une question que l’on s’est posée depuis 1976 après les missions Viking de la Nasa. En effets, les données collectées avaient montré que sur Mars, dans le passé, il y avait eu des lacs, des mers, des fleuves, mais jusqu’à présent on ne savait pas où se trouvait l’eau.

“Jadis Mars était habitable, avec un climat similaire à celui de la Terre, mais au fil du temps la planète a perdu son atmosphère et avec elle l’effet de serre qui la réchauffait, et par conséquent l’eau s’est gelée et a disparu. Il reste juste les traces de la présence de l’eau, mais on devait comprendre où l’eau se trouvait”, dit Roberto Orosei, de l’Institut de Radioastronomie de Bologne de l’Inaf.

Le lac, noir et salé, a probablement une profondeur de quelques mètres et il se trouve dans une région de la planète qui s’appelle Planum Australe, au Sud. Les données collectées par le radar Marsis entre les mois de mai 2012 et de décembre 2015 montrent qu’il s’agit d’une masse d’eau dans un état stable. Le grand lac noir et salé pourrait ne pas être le seul : d’après les chercheurs, il pourrait y en avoir d’autres et les recherches continuent.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CST

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Vivant
Santé, Médecine et Sciences du Vivant
Des diodes électroluminescentes contre les plaies infectées
Jeudi, 20/12/2018 - 07:46

Des chercheurs de l’Université Purdue (Indiana) ont imaginé un nouveau moyen pour lutter contre les infections à Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM). Le Staphylococcus aureus est l'un des 6 agents pathogènes identifiés par l'Organisation mondiale de la santé (OMS) comme menaces imminentes pour la santé publique. Ce nouveau moyen est un réseau de diodes électroluminescentes simple et sans danger pour la peau humaine. Un nouveau dispositif documenté dans la revue ACS Infectious Disease qui met à l’honneur la thérapie photodynamique pour traiter les infections.

Toute personne peut contracter le SARM à la suite d'un contact avec une plaie infectée ou via des objets comme des serviettes ou des rasoirs contaminés. Ainsi, les patients hospitalisés sont particulièrement vulnérables aux infections à SARM en particulier en post-chirurgie. Alors que le SARM répond mal à plusieurs antibiotiques, cette équipe suggère que la thérapie photodynamique antimicrobienne pourrait offrir une alternative prometteuse aux antimicrobiens pour lutter contre le SARM dans les plaies infectées.

La thérapie photodynamique implique un composé photosensibilisateur qui peut être activé par la lumière visible pour tuer les cellules malades ou les bactéries. Son efficacité a déjà été cliniquement démontrée dans la lutte contre le cancer mais pas encore pour traiter les infections à SARM.

Le photosensibilisateur développé à Purdue s'appelle « Ga-PpIX » et est un analogue de l'hème, la molécule responsable du transport de l’oxygène dans la circulation sanguine. Il se trouve que Ga-PpIX peut être englouti par les souches de SARM en quelques secondes, ce qui permet d’entraîner leur inactivation rapide à l'aide d'une simple matrice à diodes électroluminescentes (DEL). L’étude utilise une plaque à 96 puits activée ici par un réseau de diodes électroluminescentes.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

ACS

Découverte fortuite d'un nouveau type de microgel désinfectant
Jeudi, 20/12/2018 - 07:40

On le sait, certaines des plus importantes découvertes médicales ont été faites par hasard comme, par exemple, la pénicilline en 1927. Les chercheurs de l’Université de Michigan avaient engagé des recherches sur une colle intelligente. Il s’agissait de tester la biocompatibilité et l’extraction d’un acide aminé collant des moules : le catéchol, pour lequel une petite décharge d'électricité permet d’activer et désactiver le caractère collant. "Au cours du processus, Hao Meng, la directrice de l’étude, a découvert que la réaction chimique générée par le peroxyde d'hydrogène était un sous-produit de l'oxydation", a déclaré Bruce Lee, professeur à l’Université de Michigan.

Les ingénieurs se sont alors intéressés à ce sous-produit qui rend ce désinfectant cicatrisant. Ils ont étudié la manière d’incorporer le peroxyde d’hydrogène pour provoquer une réaction chimique. Ils ont alors décidé de fabriquer un microgel. "Le gel est comme de la gélatine", explique Bruce Lee. "C'est un réseau de polymères avec beaucoup d'eau. Et comme la gélatine, nous commençons avec un liquide et le solidifions en une forme".

L'équipe de chercheurs a testé le microgel qui a permis de réduire de 99,9 % la capacité de deux virus à infecter les cellules. Ils ont étudié les effets sur deux souches bactériennes communes et deux virus structurellement différents. Ils ont observé le Staphylococcus epidermidis qui est responsable d'infections cutanées, d'infections nasales comme des sinusites ou d'infections urinaires puis l’Escherichia coli (E. coli), plus impénétrable, qui provoque des diarrhées sanglantes et une puissante toxine ou encore des intoxications alimentaires.

"Nous n'avons pas encore testé de souches bactériennes résistantes aux antibiotiques, mais plus nous pourrons cesser d'utiliser des antibiotiques, mieux ce sera", a déclaré Bruce Lee. "Il reste encore beaucoup de travail à faire. Nous voulons montrer dans quelles conditions cela favorise la guérison et comment réagit une cellule. De fortes concentrations de peroxyde d'hydrogène peuvent également tuer les cellules. Nous avons donc besoin d'un équilibre adaptable aux différents types de cellules".

Cette solution pourrait être une alternative au gel hydroalcoolique actuellement utilisé mais qui entraîne des résistances bactériennes de plus en plus grandes.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science Direct

Un tissu cardiaque fonctionnel cultivé en laboratoire
Mercredi, 19/12/2018 - 06:07

Des chercheurs du centre médical universitaire de Hambourg-Eppendorf en Allemagne ont créé du tissu cardiaque humain cultivé en laboratoire. Développé à partir de cellules souches pour, le tissu cardiaque pompe le sang comme un “vrai”.

Cette prouesse scientifique laisse imaginer la possibilité de soigner par chirurgie les patients atteints de fibrillation auriculaire, plus communément appelée troubles du rythme cardiaque, qui touche plus de 33 millions de personnes dans le monde. Autre bonne surprise, le tissu cardiaque réagit de la même manière aux médicaments que les oreillettes cardiaques humaines.

Les tissus ont été cultivés à partir de cellules somatiques, autrement dit n’importe quelle cellule non germinale (sans gamète) du corps humain. Ici, ce sont des cellules extraites d’une biopsie cutanée (de la peau) qui ont été utilisées, rendant la culture de tissu cardiaque relativement simple. Eschenhagen, l’un des chercheurs de l’équipe, a déclaré que des tissus cardiaques en 3D pouvaient être facilement cultivés par millions.

Un coeur “synthétique” cultivé en laboratoire ? Pas encore. Malgré la prouesse et l’importance de la découverte, Eschenhagen tempère : “personnellement, je ne pense pas qu’il soit réaliste et utile de créer un nouveau cœur par culture“, a-t-il dit. “Un tel cœur artificiel devrait déjà être parfait au moment de la transplantation pour remplacer le cœur malade. C’est très improbable vu la taille et la complexité d’un cœur, y compris les vaisseaux sanguins et les valves.”

En revanche, l’une des pistes envisagées serait de renforcer la coeur des patients ayant résisté à une crise cardiaque en remplaçant les tissus fragiles, et ainsi de limiter voire éliminer le risque de récidive. L’équipe de chercheurs est déjà parvenue à obtenir des résultats concluants sur des souris et des rats, et envisage de faire des tests sur des porcs et des humains.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Medical Xpress

Troubles du spectre de l'autisme : une étude remet en cause le modèle théorique dominant
Mercredi, 19/12/2018 - 06:01

Dans le cadre du programme scientifique InFoR-Autism, soutenu par l’Institut Roche, une étude de neuroimagerie IRM s’est intéressée aux liens entre la connectivité anatomique locale et la cognition sociale chez des personnes présentant des troubles du spectre de l’autisme (TSA). Fruits de la collaboration entre la Fondation FondaMental, des chercheurs de l’Inserm, NeuroSpin (CEA Paris-Saclay) et les Hôpitaux universitaires Henri Mondor, AP-HP, les résultats semblent remettre en question le modèle théorique dominant selon lequel les TSA proviendraient d'un déficit de connexions « longue-distance » entre des neurones situés d'un bout à l'autre du cerveau, associé à une augmentation de la connectivité neuronale à « courte distance », entre des zones cérébrales adjacentes.

Les troubles du spectre de l’autisme (TSA) sont des troubles du neuro-développement qui se caractérisent par des troubles de la communication, une altération des interactions sociales et des anomalies sensorielles et comportementales. Les travaux menés en génétique et en imagerie cérébrale suggèrent que des anomalies du développement du cerveau, concernant notamment la formation des réseaux neuronaux et le fonctionnement des synapses, pourraient participer à la survenue des TSA.

Ces dernières années, des travaux de neuroimagerie ont mis en évidence, chez des personnes présentant des TSA, des anomalies du fonctionnement de certaines aires cérébrales que l’on sait responsables du traitement des émotions, du langage ou encore des compétences sociales. Des travaux sur la connectivité cérébrale des personnes avec TSA ont notamment mis en évidence un déficit de connexions « longue distance » contrastant avec une augmentation de la connectivité « courte distance ».

Ces résultats ont servi de base à l’élaboration d’un modèle théorique de compréhension des TSA, selon lequel le défaut d’attention sociale et de traitement de l’information observé (difficulté à appréhender une situation dans son ensemble, attention portée à certains détails) s’explique par une saturation d’informations traitées par le cerveau, liée à l’augmentation de la connectivité neuronale entre des zones cérébrales adjacentes.

Pour autant, le Professeur Josselin Houenou, professeur de psychiatrie à l’UPEC, chercheur au sein de l’Inserm, praticien aux Hôpitaux universitaires Henri Mondor, AP-HP et dernier auteur de l’étude publiée dans Brain, précise : « ce modèle repose sur l’étude de populations pédiatriques hétérogènes, comprenant des enfants autistes d’âges variables et à la symptomatologie très variée, et sur des méthodes de neuroimagerie peu spécifiques ne permettant pas de mesurer avec fiabilité la connectivité ‘’courte distance’’. »

Afin de tester le modèle actuel, les auteurs de cette étude ont utilisé une innovation conçue par Miguel Guevara, Jean-François Mangin et Cyril Poupon à NeuroSpin, à savoir un atlas spécifiquement dédié à l’analyse par tractographie de 63 connexions « courte distance » à partir d’images obtenues par IRM de diffusion (IRMd).

L’IRMd permet de mettre en évidence in vivo les faisceaux de matière blanche du cerveau en mesurant la diffusion des molécules d'eau, notamment le long des axones. Il est alors possible par tractographie de reconstituer de proche en proche les trajets des faisceaux de fibres nerveuses représentés sous la forme d'un tractogramme.

La Fondation FondaMental, l’Inserm, Inserm Transfert et l’Institut Roche sont partenaires depuis fin 2012 dans le cadre du programme scientifique InFoR Autism, dont l’objectif est de réaliser un suivi des variables cliniques, biologiques et d’imagerie cérébrale afin d’étudier la stabilité et l’évolution des TSA. Au total, 117 patients et 57 volontaires (hommes et femmes) sains âgés de 6 à 56 ans, ont été inclus dans l’étude. Il s’agit de l’une des cohortes proposant l’une des bases de données (cliniques, biologiques, eye tracking, et imagerie) les plus riches par patient et témoin.

Les auteurs ont pu ainsi étudier les liens entre la connectivité « courte distance » et la cognition sociale chez une population adulte homogène de personnes présentant des TSA, issues de la cohorte InFoR-Autism (27 personnes présentant des TSA sans déficience intellectuelle et 31 personnes contrôle), cohorte offrant l’une des bases de données les plus riches par patient et par témoin.

Les résultats obtenus montrent que les sujets souffrant de TSA présentent une diminution de la connectivité dans 13 faisceaux « courte distance », en comparaison avec les sujets contrôles. De plus, cette anomalie de la connectivité des faisceaux « courte distance » est corrélée au déficit de deux dimensions de la cognition sociale (à savoir les interactions sociales et l’empathie) chez les sujets présentant des TSA.

Ces résultats préliminaires sont bel et bien en opposition avec le modèle théorique actuel selon lequel le défaut d’attention sociale et de traitement de l’information chez les personnes présentant des TSA s’explique par une augmentation de la connectivité neuronale entre des zones cérébrales adjacentes. Ils nécessitent maintenant d’être confirmés par des études menées chez des enfants présentant des TSA ainsi que l’explique le Professeur Josselin Houenou.

Pour celui-ci, "ces résultats sont préliminaires mais ils suggèrent que ces anomalies de la connectivité ‘’courte distance’’ pourraient être impliquées dans certains déficits de la cognition sociale présents chez les sujets autistes. Il est maintenant nécessaire de conduire des études similaires chez des enfants afin de confirmer les résultats obtenus chez les adultes".

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CEA

L'obésité à l'adolescence augmenterait le risque futur de cancer du pancréas
Mardi, 18/12/2018 - 21:26

D'après une étude israélienne dirigée par Zohar Levy (Rabin Medical Center-Petach Tikva), l'obésité à l'adolescence multiplie par quatre environ le risque de contracter un cancer du pancréas à l'âge adulte. Deux institutions, l'Université de Tel Aviv et le centre médical Rabin, ont joint leurs forces pour mener l'enquête à bien et deux sources ont été exploitées : les chercheurs ont utilisé les données sur le poids des adolescents récoltées lors de la visite médicale obligatoire des jeunes Israéliens âgés de 16 à 19 ans, et celles contenues dans le registre national israélien du cancer.

Si on fait le total, ce sont les poids de plus d'un million de jeunes hommes et 700.000 jeunes femmes, pesés entre 1967 et 2002, qui ont été pris en compte. Au cours d'un suivi médian de 23 ans, 551 nouveaux cas de cancer du pancréas se sont déclarés. 423 concernaient des hommes, 128 des femmes. Au vu des profils, il apparaît ainsi que, si les hommes ont été obèses à l'adolescence, la menace de manifester le mal plus tard est multipliée par 3,67 et par 4,07 chez les femmes par rapport à des individus se maintenant dans la normale pondérale.

Le docteur Zohar Levi, principal auteur de l'étude et médecin au département de gastroentérologie du centre médical Rabin, résume : "La part des cancers du pancréas attribuable au surpoids lors de l'adolescence est de 11 %". Selon une autre étude parue pour sa part dans la revue Nature immunology, ce phénomène serait lié à l'état inflammatoire chronique découlant du surpoids. 

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Cancer

Vieillissement et microbiote intestinal : les liaisons dangereuses !
Lundi, 17/12/2018 - 15:37

Les différentes populations de bactéries intestinales, également appelées « commensales », existent chez presque tous les animaux et vivent selon un certain équilibre fonctionnel. La perturbation de cet équilibre, par exemple en raison d’une maladie ou d’un traitement médicamenteux, donne lieu à une affection appelée « dysbiose commensale », qui est associée à plusieurs pathologies, voire à une réduction de la durée de vie. Malgré ces connaissances, nous savons peu de choses sur la manière exacte dont le microbiote intestinal affecte la santé générale et vice versa.

Igor Iatsenko, chercheur au Laboratoire de Bruno Lemaitre à l’Institut de recherche en infectiologie (GHI) de l’EPFL, vient de découvrir un mécanisme par lequel les problèmes du système immunitaire peuvent provoquer une dysbiose commensale qui, à son tour, favorise les pathologies liées à l’âge.

Pour mener ses recherches, l’équipe s’est servie de mouches du vinaigre Drosophila melanogaster, un insecte souvent utilisé pour étudier la biologie des bactéries intestinales. Parce qu’ils voulaient examiner les interactions entre les bactéries intestinales et le système immunitaire, les chercheurs se sont concentrés sur une protéine réceptrice appelée « protéine de reconnaissance du peptidoglycane SD » (PGRP-SD). Cette protéine appartient à une classe de récepteurs de reconnaissance de motifs. En 2016, Igor Iatsenko avait déjà montré que la PGRP-SD détecte les bactéries étrangères pathogènes et retourne le système immunitaire de la mouche contre elles.

Dans la présente étude, les scientifiques ont désactivé le gène de la PGRP-SD chez les mouches afin de perturber leur système immunitaire. Les mouches mutées ont révélé avoir une durée de vie plus courte que les mouches normales et lorsque les chercheurs les ont examinées, ils ont découvert qu’elles possédaient aussi un nombre anormalement élevé de Lactobacillus plantarum, une bactérie intestinale largement répandue qui produit de l’acide lactique.

En étudiant les conséquences biologiques de ce phénomène, les scientifiques ont découvert que la bactérie en question produisait aussi une quantité excessive d’acide lactique. A son tour, cette production excessive déclenchait la génération de dérivés réactifs de l’oxygène qui provoquent des lésions cellulaires et contribuent au vieillissement des tissus. En revanche, lorsque les scientifiques augmentaient la production de PGRP-SD, ils observaient que cette hausse prévenait la dysbiose commensale, voire même qu’elle prolongeait la durée de vie des mouches.

"Nous avons ici une interaction métabolique entre les bactéries commensales et l’hôte", déclare Bruno Lemaitre. "L’acide lactique, un métabolite produit par la bactérie Lactobacillus plantarum, est intégré et traité dans l’intestin de la mouche avec, pour effet secondaire, la production de dérivés réactifs de l’oxygène qui favorisent les lésions épithéliales". Les chercheurs font l’hypothèse que des mécanismes similaires se produisent dans l’intestin des mammifères.

"Notre étude identifie un élément spécifique du microbiote intestinal et son métabolite qui sont capables d’influencer le vieillissement de l’organisme hôte", ajoute Igor Iatsenko. "Toutefois, les exemples comme celui-ci sont nombreux et une connaissance plus approfondie des interactions métaboliques hôte-microbiote au cours du vieillissement est nécessaire pour développer des stratégies de lutte contre les affections associées à l’âge".

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EPFL

Surpoids et dépression : le lien se confirme…
Lundi, 17/12/2018 - 15:13

Selon une étude anglo-australienne dirigée par Jessica Tyrrell (Université d'Exeter) et Anwar Mulugeta (Université d'Adelaide en Australie), un indice de masse corporelle (IMC) supérieur à 30 entraînerait un risque accru de dépression. Les chercheurs ont montré que le surpoids et d’autres critères associés à un IMC élevé sont susceptibles de conduire à une dépression, particulièrement chez les femmes.

D’autres recherches faisaient déjà le lien entre obésité et symptômes dépressifs sans pouvoir établir de causalité. Mais cette dernière étude est la plus exhaustive jamais menée : les données de 500 000 sujets âgés de 37 à 73 ans ayant participé à un projet sanitaire au Royaume-Uni entre 2006 et 2010 ont été analysées. 48 000 patients dépressifs ont été étudiés face à un groupe témoin de 291 000 personnes.

Pour chaque hausse de 4,7 points de l’IMC, le risque de dépression augmenterait de 18 % et même de 23 % chez les femmes. Plusieurs facteurs sont mis en avant : des « éléments psychologiques sont tout aussi importants que les éléments physiologiques, si toutefois ces derniers existent effectivement », résume Tim Frayling, coauteur de l’étude. En cause, entre autres, l’estime de soi et de son corps.

À en croire Elina Hypponen, autre coauteure citée par La Dépêche, l’impact du surpoids sur la société serait particulièrement important, notamment en matière de charge financière. "L’épidémie actuelle d’obésité est très inquiétante", explique-t-elle. "Avec la dépression, elle coûte à la communauté internationale mille milliards de dollars chaque année, selon les estimations".

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

International Journal of Epidemiology

La rapamycine, nouvelle voie thérapeutique pour traiter l'autisme ?
Lundi, 17/12/2018 - 14:58

La rapamycine pourrait inverser les comportements de type autiste très fréquents dans la sclérose tubéreuse complexe, une maladie génétique rare qui offre ici un terrain d’étude du trouble du spectre autistique (TSA). Ces travaux de l’Université du Texas et du Boston Children's Hospital, présentés dans les Cell Reports, définissent la fenêtre ou la période sensible pour inverser les déficits sociaux dans la sclérose tubéreuse complexe. Une étape importante vers une nouvelle option thérapeutique et un rappel toujours utile sur l’importance d’une détection précoce.

La sclérose tubéreuse de Bourneville (STB) ou « Tuberous Sclerosis Complex TSC », qui est une maladie génétique rare caractérisée par des malformations tissulaires pouvant affecter la peau, le cerveau, les reins, les poumons et le cœur, est fréquemment accompagnée d’une atteinte cérébrale. Cette atteinte peut s’accompagner de différentes manifestations neuropsychiatriques dont de trouble du spectre autistique. La maladie est causée par des mutations de 2 gènes TSC1 et TSC2 qui entraînent finalement une activité glutamate trop élevée conduisant à une interruption de la plasticité synaptique.

Dans l’autisme, parmi les centaines de gènes susceptibles de réguler les comportements cognitifs et neuropsychiatriques complexes, seul un petit nombre d’entre eux sont connus. Ici, la sclérose tubéreuse s’avère un terrain clinique intéressant pour l’étude des TSA, car environ la moitié des patients atteints développent des troubles du spectre autistique.

L’étude de l’équipe de l’UT Southwestern (Dallas) est menée sur un modèle murin dans lequel le gène TSC1 est délété dans une zone du cerveau appelée cervelet. Précisément, le gène TSC1 est supprimé uniquement dans les cellules de Purkinje, des neurones GABAergiques du cervelet impliqués dans l'autisme.

L’étude montre que l’efficacité de la rapamycine sur certains des mécanismes cellulaires, électrophysiologiques et anatomiques, n’est constatée que si le traitement est initié tôt, à 6 semaines chez la souris. A 10 semaines, il est déjà trop tard pour obtenir des changements sur les comportements sociaux ou répétitifs ou encore sur l'inflexibilité cognitive.

Sur la base des résultats obtenus sur la souris, l’équipe cherche aujourd’hui le financement pour un prochain essai clinique à mener chez des enfants atteints de TSC. Plus précisément, les chercheurs souhaitent regarder si un traitement dès l’âge de 12 à 24 mois pourrait contribuer à prévenir les déficits sociaux et les comportements répétitifs chez l’enfant.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Cell Reports

Une nouvelle voie pour moduler la réponse immunitaire contre les tumeurs
Lundi, 17/12/2018 - 14:50

Le système immunitaire, qui assure notre défense contre les maladies, paraissait désarmé il y a encore quelques années pour combattre le cancer. Les avancées en immunothérapie permettent de corriger cette déficience : il est désormais possible d’apprendre au système immunitaire à reconnaître et à détruire les cellules cancéreuses. Les lymphocytes retrouvent alors leur capacité initiale à combattre la tumeur au lieu de la protéger.

Exprimée à la surface des lymphocytes T, la molécule PD-1 (programmed cell death) se lie à une autre molécule présente à la surface de certaines cellules tumorales ou immunitaires, PD-L1. Cette interaction rend, en quelque sorte, la cellule tumorale invisible au système immunitaire, en désactivant (ou désarmant) le lymphocyte T.

Depuis quelques années, les traitements par immunothérapies ciblant l’interaction entre PD-L1 et PD-1 ont révolutionné la prise en charge du mélanome et d’autres cancers. Cependant de nombreux patients ne répondent pas au traitement. Ces molécules sont très efficaces pendant plusieurs mois ou années mais chez seulement 10 à 20 % des patients, tous types de cancers confondus. « Le développement de biomarqueurs est donc un enjeu majeur pour être capable d’identifier les patients susceptibles de répondre au traitement » explique le Professeur Caroline Robert, chef du service de dermatologie à Gustave Roussy.

« Une quantité élevée de PD-L1 dans les tumeurs est un indicateur important car elle est souvent associée à de bonnes réponses aux anti-PD1. Cependant, les mécanismes de la régulation de l’expression de PD-L1 ne sont pas complètement connus » précise Stephan Vagner, directeur de recherche Inserm et chef de l’équipe Biologie de l’ARN à l’Institut Curie.

Dans cette nouvelle publication, les chercheurs montrent pour la première fois qu’un complexe appelé eIF4F, qui est impliqué dans la phase d'initiation de la traduction des ARN messagers en protéines, régule l'expression de PD-L1 et qu'en ciblant eIF4F dans les cellules tumorales, il est possible de stimuler l'immunité anti-tumorale mimant ainsi l'effet d'une immunothérapie.

Dans cette étude, les chercheurs ont principalement utilisé le mélanome comme modèle mais ils ont également réalisé des expériences avec des cellules de cancer du poumon, du sein et du côlon. Ils vont maintenant évaluer l’apport de l’étude de la formation du complexe eIF4F en tant que marqueur prédictif de réponse aux traitements par immunothérapie.

Ils développent par ailleurs des modèles de traitements de mélanome reposant sur l’utilisation d’inhibiteurs du complexe eIF4F en combinaison avec d’autres traitement afin d’augmenter l’efficacité thérapeutique et de lutter contre les résistances.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CNRS

Une nouvelle classe de médicaments contre l'hypertension
Lundi, 17/12/2018 - 14:33

Le récent congrès américain de cardiologie, l’American Heart Association, à Chicago, a été l'occasion de valider le premier inhibiteur de l'aminopeptidase A cérébrale (BAPAI), une nouvelle classe d’antihypertenseurs très attendue.

Actuellement, en dépit des progrès accomplis dans le traitement de l'hypertension artérielle, plus de 30 % des malades restent difficiles à traiter et près de 50 % des malades ne sont pas aux objectifs, malgré un traitement associant parfois 3 molécules. La résistance apparente de l’hypertension aux traitements actuels peut y être en rapport avec une obésité, une hypersensibilité au sel et une activité rénine basse.

Un système rénine angiotensine qui existe dans le cerveau est à l’origine d’une stimulation du tonus de la pression artérielle. L’angiotensine III est, en effet, l’un des peptides les plus puissant du système rénine angiotensine cérébral. Ce peptide contribue à augmenter la pression artérielle par trois mécanismes différents : augmentation de la concentration de vasopressine, augmentation de l'activité des neurones sympathiques associée à une vasoconstriction des vaisseaux, et inhibition baroréflexe.

Le firibastat est une petite molécule qui présente un mécanisme d'action tout à fait unique dans l'hypertension, dans la mesure où il agit sur le cerveau et non sur les organes périphériques comme la plupart des autres antihypertenseurs. C’est le premier inhibiteur des aminopeptidases-A.

Cette molécule, administrée par voie orale sous forme de pro-drogue, est capable de pénétrer dans le cerveau et d’inhiber sélectivement l'aminopeptidase A ce qui va bloquer la transformation de l’angiotensine II en angiotensine III dans le cerveau. Tout ceci aboutit à une réduction de la libération de vasopressine et de l’activité sympathique, ainsi qu’à une amélioration de la réponse baroréflexe.

Une étude de phase II d'une durée de huit semaines réalisée sur 218 malades hypertendus a permis de montrer que ce nouveau traitement permettait d'obtenir une diminution significative de la pression artérielle. A 8 semaines, la pression artérielle systolique est passée de 153,9 mmHg à 144,3 mmHg, soit une diminution de 9,7 mmHg.

La pression diastolique a également significativement diminué, passant de 91,5 mmHg à 87,2 mmHg (-4,3 mmHg). Aucun effet indésirable important n'a été observé.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Quantum Genomics

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