La conception de nouvelles protéines ayant une structure et une fonction spécifiques est un objectif très important de la bio-ingénierie, mais la taille considérable de l’espace des séquences de protéines complique la recherche de nouvelles protéines. Cependant, dans le cadre d’une récente étude, l’équipe d’Anne-Florence Bitbol de la Faculté des sciences de la vie de l’EPFL a découvert qu’un réseau neuronal d’apprentissage profond, MSA Transformer, pourrait être une solution prometteuse.

Développé en 2021, MSA Transformer fonctionne de manière similaire au traitement du langage naturel, utilisé par le désormais célèbre ChatGPT. Composée de Damiano Sgarbossa, d’Umberto Lupo et d’Anne-Florence Bitbol, l’équipe a proposé et testé une "méthode itérative", qui repose sur la capacité du modèle à prédire les parties manquantes ou masquées d’une séquence selon le contexte environnant.

L’équipe a découvert que, grâce à cette approche, MSA Transformer peut être utilisé pour générer de nouvelles séquences de protéines à partir de "familles" de protéines données (groupes de protéines ayant des séquences similaires), avec des propriétés similaires à celles des séquences naturelles.

En fait, les séquences de protéines générées à partir de grandes familles comportant de nombreux homologues présentent des propriétés meilleures ou similaires à celles des séquences générées par les modèles de Potts. « Un modèle de Potts est un type de modèle génératif complètement différent, qui n’est pas basé sur le traitement du langage naturel ou l’apprentissage profond et qui a été récemment validé expérimentalement », explique Anne-Florence Bitbol. « Notre nouvelle approche basée sur MSA Transformer nous a permis de générer des protéines même à partir de petites familles, où les modèles de Potts sont peu performants ».

MSA Transformer reproduit mieux les statistiques d’ordre supérieur et la distribution des séquences observées dans les données naturelles que les autres modèles, ce qui en fait un excellent candidat pour la génération de séquences de protéines et la conception de protéines. « Ces travaux peuvent conduire au développement de nouvelles protéines ayant des structures et des fonctions spécifiques. On peut espérer que ces approches ouvriront la voie à d’importantes applications médicales à l’avenir», déclare Anne-Florence Bitbol. « Le potentiel de MSA Transformer en tant que candidat sérieux pour la conception de protéines offre de nouvelles possibilités passionnantes pour le domaine de la bio-ingénierie ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EPFL

Dans quelques années, la médecine devrait disposer de micro-robots téléguidés, capables d’atteindre les régions les plus inaccessibles du cerveau pour y délivrer des médicaments. Robeauté en France, comme Bionaut Labs en Californie, travaillent sur de tels robots qui serviront  à soigner le cancer, les maladies neurodégénératives telles que Parkinson, l'épilepsie, ou encore les AVC.

Aujourd'hui, soigner des maladies graves signifie souvent une opération risquée et/ou un traitement global avec des effets secondaires lourds, comme la chimiothérapie. La technologie microrobotique, elle, « permet d'atteindre des cibles que vous n'auriez pas pu atteindre et de la manière la plus sûre possible », souligne le patron de Bionaut Labs, Michael Shpigelmacher. Collecter des échantillons de tissus cérébraux, percer des kystes, injecter un médicament anticancéreux dans une tumeur ou encore implanter une électrode pour stimuler une partie du cerveau… les possibilités de cette technologie sont très nombreuses et les espoirs sont grands.

Le cylindre métallique de quelques millimètres de long fonctionne de manière télécommandée. Relié à un fil, il intègre le cerveau par un petit trou, avançant ensuite très lentement (quelques mm par minute) dans le cortex cérébral. Pour propulser le robot, Bionaut Labs utilise l'énergie magnétique, sans danger pour le corps humain, explique l'agence AP. Chez Robeauté, le neurochirurgien visionne les images du scanner en temps réel et pilote l'engin à distance grâce… à des manettes de PlayStation.

Ainsi, les médecins peuvent accéder à des parties du cerveau qu'ils n'auraient pas pu atteindre autrement, et peuvent réaliser des actions jusqu'ici impossibles. « Aujourd'hui, la plupart des chirurgies et des interventions cérébrales se limitent à des lignes droites – si vous n'avez pas de ligne droite vers la cible, vous êtes coincé, vous n'y arriverez pas », expliquait le PDG de Bionaut Labs.

Bionaut Labs a déjà testé ses robots sur de gros animaux comme les moutons et les porcs, et « les données montrent que la technologie est sans danger », assure son cofondateur. Une première approbation de la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis leur a accordé en 2021 le droit de procéder à des essais cliniques pour traiter des tumeurs malignes considérées comme inopérables. Côté Français, c'est aux États-Unis aussi que cette technologie sera disponible en premier, les autorités françaises et européennes étant beaucoup plus frileuses. « On vise une mise en application à l’hôpital d’ici à cinq ans outre-Atlantique », avec des essais cliniques fin 2024 début 2025, prédit Bertrand Duplat, cofondateur de Robeauté.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CMI

Produire de l’hydrogène à partir de déchets plastiques, c’est possible ! Alors que de nombreux travaux de recherches ont déjà été menés, Hyundai s’intéresse également au sujet. Dans le cadre d’un accord plus large conclu avec Korea Est-West Power, le constructeur souhaite utiliser sa nouvelle structure dédiée au recyclage des plastiques pour produire de l’hydrogène renouvelable.

La mise en place n’est pas prévue pour tout de suite puisque le site en question n’est pas encore construit. Installée à Dangjin, la future usine doit officiellement démarrer en 2026. A terme, elle pourra assurer la production de 24 000 tonnes d’hydrogène par an à partir de 134 000 tonnes de plastique recyclé. Hyundai n’est pas le seul à s’intéresser au sujet. À Singapour, des chercheurs ont déjà testé un procédé avec des résultats plutôt concluants.

Le principe de production consiste dans un premier temps à broyer les déchets plastiques avant d’en extraire l’hydrogène par le biais d’un processus chimique à haute température. Appelée pyrolyse, la technique permet d’extraire une grande partie de l’hydrogène contenu naturellement dans le plastique. En moyenne, la densité d’hydrogène contenu dans le plastique atteint 15-20 % de son poids. Alors que des millions de tonnes de déchets plastiques sont incinérés chaque année, le potentiel est énorme.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Energy News

Une équipe de chercheurs américains a fait état récemment de la découverte d'un matériau supraconducteur fonctionnant à température ambiante, qui fait avancer la recherche dans un domaine crucial pour de nombreuses applications scientifiques et industrielles. Des trains fonctionnant par lévitation ou des lignes électriques sans perte d'énergie, c'est le Graal des électriciens. À condition de trouver un matériau supraconducteur, c'est-à-dire dans lequel le courant ne rencontre pas de résistance, mais d'utilisation économique.

Les industriels savent déjà fabriquer des câbles supraconducteurs ou des aimants utilisant cette propriété comme dans les IRM. Mais ces solutions demandent un refroidissement coûteux et compliqué du matériau supraconducteur, à l'aide d'azote ou d'hélium liquide, par exemple, jusqu'à des températures bien inférieures à -200 degrés Celsius. Pour s'affranchir de cette contrainte, des scientifiques ont découvert en 2015 des matériaux devenant supraconducteurs à des températures plus élevées, autour de -75 degrés Celsius, mais à condition d'être soumis à une pression supérieure à 15 millions de bars, soit autant de fois celle de l'atmosphère terrestre.

Une équipe de chercheurs de l'Université de Rochester a annoncé dans la revue Nature la découverte d'un matériau supraconducteur à 21 degrés Celsius. Et surtout, la supraconductivité de ce matériau au nom fleuri – un hydrure de lutécium dopé à l'azote – est atteinte à une pression de seulement 10 000 bars.

Si la découverte est confirmée, ce serait un énorme pas en avant, a considéré la physicienne Brigitte Leridon, chargée de recherche CNRS à l'école de physique et chimie ESPCI. Notamment en s'affranchissant des pressions énormes des expériences précédentes, permettant ainsi à un bien plus grand nombre de gens d'étudier ces systèmes-là, selon cette chercheuse. L'équipe de Rochester n'est pas novice en la matière ni ses travaux exempts d'interrogations. La revue Nature avait retiré une étude précédente de 2020, sur la découverte d'un matériau devenant supraconducteur à 15 degrés Celsius et à une pression plus de 2,5 millions de bars, à cause d'interrogations sur ses méthodes de calcul des données.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

Les pylônes électriques au bord des routes seront-ils bientôt en voie de disparition ? Un système testé en ce moment même à grande échelle en Nouvelle-Zélande et en Allemagne pourrait avoir raison de ces infrastructures qui dénaturent quelque peu le paysage. Dans ces deux pays, des entreprises cherchent à remplacer tous les gros pylônes des lignes à haute tension par deux petites antennes qui transmettent la même quantité d’électricité, mais grâce à des ondes radio. Parmi ces deux petites antennes, il y a une émettrice et une réceptrice qui sont séparées de cinq, dix, 20 kilomètres ou plus.

Concrètement, cette technologie permettrait de transmettre de l’électricité sans fil sur des dizaines de kilomètres en s’appuyant sur un faisceau d’ondes radio très concentré entre les deux antennes. Pour que cela marche, ces dernières doivent donc être dans la même ligne de mire. S'il s'agit d'une technique que l'on maîtrise depuis longtemps (chez les militaires, notamment), jusqu'ici, on n’avait jamais réussi à l’exploiter de façon rentable. 

C’est apparemment ce qu’est parvenu à faire Emrod, une startup néo-zélandaise. D'ailleurs, ses salariés travaillent aujourd'hui avec l’Agence spatiale européenne (ESA) parce qu'installer leur technologie sur des satellites permettrait de construire des centrales solaires dans l’espace, et donc d’avoir des panneaux solaires qui donnent leur plein rendement 24 heures sur 24 pour ensuite rapatrier facilement l’énergie sur Terre.

Ce système présente énormément d'avantages. Il est d'abord plus écologique : s'il venait à se démocratiser, il n'y aurait plus besoin de lézarder les forêts pour rapatrier l’électricité des centrales. Il est aussi plus économique lorsqu'il faut apporter du courant dans des lieux isolés, comme en haute montagne, en rase campagne ou depuis des éoliennes installées en haute mer, par exemple.

Toutefois, cette technologie présente-t-elle des risques pour notre santé ? A priori, si on ne reste que quelques secondes, il ne se passerait rien. Cela commencerait quand même à chauffer au bout de quelques minutes, mais de seulement un ou deux degrés. C'est pourquoi, en principe, ce système serait moins dangereux que les lignes à haute tension actuelles. S'il faudra quand même veiller à vérifier cette technologie qui repose sur des ondes, elle reste prometteuse si elle venait à fonctionner.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Europe 1

La quantité de CO₂ – puissant gaz à effet de serre – dans l’atmosphère doit diminuer drastiquement au cours des prochaines décennies. Pour y parvenir, plusieurs méthodes existent, dont le captage, qui a le vent en poupe. Selon le dernier rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec), les objectifs de réduction de gaz à effet de serre seront difficilement atteignables si l’on néglige les technologies de captage et de stockage, comme l’enfouissement du CO₂ dans le sol ou sa transformation puis son injection dans l’océan.

Pour réduire les coûts de cette extraction et en augmenter le rendement, Arup SenGupta, qui a dirigé l’étude, et ses collègues de l’Université Lehigh à Bethlehem, aux États-Unis, et du Georgia Tech Shenzhen Institute, en Chine, « ont développé un nouveau matériau absorbant capable de pomper plus de CO₂ atmosphérique que n’importe quel autre matériau déjà utilisé à cet effet ». Reposant sur l’ajout d’une « solution de cuivre aux solvants déjà utilisés dans le captage de CO₂, cette nouvelle technologie, selon les chercheurs, serait deux à trois fois plus performante que les actuelles », précise un hebdomadaire britannique.

Une fois capté, le dioxyde de carbone est transformé en bicarbonate de soude puis mélangé à de l’eau de mer et injecté dans l’océan. « Là, d’après Arup SenGupta, il ne représenterait aucune menace pour l’environnement », rapporte New Scientist. Et pour raccourcir cette boucle de captage-séquestration, le professeur suggère d’ « implanter ce genre de dispositif en pleine mer. Ce qui, toujours selon lui, pourrait permettre aux pays n’ayant pas de stockage terrestre à disposition de commencer à extraire du CO₂ de l’atmosphère ».

Bien qu’Arup SenGupta certifie qu’il n’y a aucun danger à injecter d’énormes quantités de CO₂ dans les océans, Stuart Haszeldine, ingénieur en géosciences à l’Université d’Édimbourg, en Écosse, se montre plus prudent, estimant que « de plus amples recherches sont nécessaires pour comprendre comment ce nouveau matériau se comportera s’il est utilisé à une échelle industrielle ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science

Des chercheurs de l’Université autonome de Barcelone (UAB) ont développé un nouveau type de nanoparticules inspirées de la structure des amyloïdes, capables de neutraliser le virus SARS-CoV2. Les nanostructures, appelées OligoBinders, sont solubles, biocompatibles et stables dans le plasma et ont une grande capacité à lier les particules virales. Cette liaison bloque l’interaction entre la protéine de pointe du virus et le récepteur ACE2 sur la membrane cellulaire responsable de l’infection.

Ces travaux ont été dirigés par Salvador Ventura et Susanna Navarro, chercheurs du Département de biochimie et de biologie moléculaire de l’Institut de biotechnologie et de biomédecine (IBB) de l’UAB. Pour développer les nanoparticules, les chercheurs ont exploité la capacité d’auto-assemblage d’un petit peptide de levure, nommé Sup35, auquel ils ont fusionné deux miniprotéines, LCB1 et LCB3. Ces miniprotéines sont formées de trois hélices. Elles sont très stables et établissent de multiples contacts avec la protéine virale.

Leur approche modulaire leur a permis de concevoir deux nanoparticules sphériques portant chacune plus de 20 copies de LCB1 ou LCB3 à leur surface. « Ce fait donne aux nanoparticules une grande avidité pour le virus et leur permet de se lier simultanément à plusieurs protéines de pointe », explique Susanna Navarro. Les chercheurs, qui ont mené leur étude sur des particules similaires au virus SARS-CoV2 (SC2-VLP), mettent en évidence le grand pouvoir inhibiteur de ces nouvelles nanoparticules et leur potentiel comme alternative efficace à l’utilisation d’anticorps monoclonaux pour capter ou neutraliser le virus.

Les nanosphères développées pourraient avoir des applications en biomédecine, par exemple, dans les traitements nasaux auto-administrés, en biotechnologie, pour produire des kits de diagnostic, ou comme agent prophylactique potentiel. De plus, une production à grande échelle serait facile et peu coûteuse, car l’assemblage se fait spontanément après incubation des molécules. « La stratégie modulaire que nous proposons pourrait être adaptée pour d’autres virus d’intérêt, en incorporant le domaine inhibiteur correspondant à la nanoparticule. De plus, elle offre la possibilité de construire des nanoparticules combinant deux ou plusieurs régions fonctionnelles, qui cibleraient simultanément différentes molécules du virus, pour créer à l’avenir des molécules aux activités antiviral es renforcées », explique Salvador Ventura.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

UAB

Des études récentes ont fourni des preuves solides que les patients souffrant d’insuffisance cardiaque peuvent bénéficier de traitements médicaux qui peuvent réduire le risque d’aggravation des symptômes et prolonger la vie des patients. Mais, malgré de nouvelles directives, l’adoption de ces thérapies a été lente, incomplète et inéquitable. Une étude clinique prospective menée par des chercheurs de Mass General Brigham a évalué une nouvelle approche pour améliorer l’utilisation de ces thérapies en mettant en place une équipe de soins virtuelle, composée de médecins et de pharmaciens, pour aider à orienter les stratégies de traitement des patients nécessitant des soins dans trois hôpitaux de Mass General Brigham : Brigham and Women’s Hospital (BWH), Brigham and WomenR 17;s Faulkner Hospital (BWFH) et Salem Hospital. La stratégie de l’équipe de soins virtuelle était à la fois sûre et efficace, améliorant l’adoption de thérapies salvatrices pendant l’hospitalisation par rapport aux soins habituels.

« Nous avons la chance qu’il y ait eu des progrès médicaux rapides et que nous ayons maintenant des thérapies recommandées pour aider les patients souffrant d’insuffisance cardiaque. Notre étude a été conçue pour évaluer une approche évolutive pour améliorer la qualité des soins et l’adoption de la thérapie médicale. Nous avons constaté que la nouvelle utilisation de thérapies médicales augmentait considérablement et que les patients étaient plus susceptibles de quitter l’hôpital avec une combinaison de thérapies médicales, y compris des médicaments de quatre grandes classes thérapeutiques avec des avantages connus. Nous avons pensé que c’était un résultat très positif ».

L’effort d’amélioration de la qualité, connu sous le nom de IMPLEMENT-HF (Mise en œuvre de la thérapie médicale chez les patients hospitalisés souffrant d’insuffisance cardiaque avec une fraction d’éjection réduite) a commencé comme une étude pilote au BWH, mais s’est élargi pour inclure les patients admis au BWFH et à l’hôpital de Salem.

« Ce que nous avons appris lorsque nous avons présenté cela aux hôpitaux communautaires, c’est que les cardiologues étaient impatients de travailler avec nous pour améliorer l’adoption de la thérapie médicale dirigée par des lignes directrices pour aider leurs patients. De nombreux médecins avaient lu des études récentes sur le traitement de l’insuffisance cardiaque et connaissaient les combinaisons thérapeutiques idéales, mais ils n’avaient pas eu l’occasion de les mettre en œuvre sous supervision. Cette étude et l’équipe de soins virtuelle que nous avons constituée leur ont donné l’opportunité de le faire ».

IMPLEMENT-HF a recruté des patients admis à l’hôpital entre octobre 2021 et juin 2022 qui souffraient d’insuffisance cardiaque avec fraction d’éjection réduite (HFrEF), une forme d’insuffisance cardiaque dans laquelle le cœur pompe moins de sang que le corps n’en a besoin. Les patients n’avaient pas besoin d’être admis pour qu’une affection liée à l’insuffisance cardiaque soit incluse. L’étude a inclus 198 patients uniques et 252 rencontres cliniques (contact entre le patient et les prestataires de soins). Parmi ceux-ci, 145 rencontres ont reçu les soins habituels et 107 ont reçu l’intervention guidée par l’équipe de soins virtuels.

L’équipe de soins virtuelle était composée d’un médecin centralisé, du personnel de l’étude et d’un pharmacien local sur chaque site. Cette équipe a évalué quotidiennement des cas de patients et a fourni des recommandations pour améliorer les pratiques de GDMT sur la base des directives nationales, des preuves d’essais cliniques randomisés, etc. Les recommandations comprenaient la prescription de médicaments tels que les β-bloquants, les inhibiteurs de l’ECA/ARA/ARNI, l’ARM et les inhibiteurs du SGLT2.

L’équipe de soins virtuels a fait un total de 187 recommandations uniques. À l’admission, peu de patients étaient traités avec des régimes multi-médicaments. Sur la base des recommandations de l’équipe de soins virtuels, beaucoup plus de patients ont commencé un nouveau traitement ou ont reçu une dose plus appropriée de GDMT. La durée du séjour et les événements liés à la sécurité étaient comparables entre les groupes.

« Nous nous sommes intéressés à identifier les stratégies les plus efficaces, sûres et évolutives pour mieux mettre en œuvre les avancées médicales dans le traitement de l’insuffisance cardiaque et d’autres conditions cardiométaboliques », a déclaré l’auteur principal Ankeet S. Bhatt, MD, MBA, ScM, ancien BWH Fellow en médecine cardiovasculaire qui est maintenant cardiologue au Kaiser Permanente San Francisco Medical Center. « Voir qu’une équipe de soins virtuelle pourrait aider à améliorer les soins conformes aux directives dans trois hôpitaux du système diversifié et le faire d’une manière à la fois sûre et ne prolongeant pas l’hospitalisation était une découverte très encourageante ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Ma clinique

Une vaste étude chinoise portant sur 258 millions de personnes dans 70 villes chinoises a comparé des données d’admissions à l’hôpital sur la période 2015-2017 avec l’évolution en direct de la qualité de l’air dans ces villes. Ces données montrent que, indépendamment des autres polluants, l’ozone était associé à plus de 3 % des hospitalisations liées à des maladies coronariennes, des insuffisances cardiaques ainsi que des accidents vasculaires cérébraux.

En outre, il a été montré que chaque augmentation de 10 microgrammes d’ozone par mètre cube d’air était liée à une hausse de 0,75 % des hospitalisations pour des crises cardiaques et à une augmentation de 0,4 % pour des accidents vasculaires cérébraux. « Bien que ces augmentations semblent modestes », l’impact serait « amplifié plus de 20 fois » quand les niveaux d’ozone dépassent 200 microgrammes durant l’été, ont déclaré l’auteur de l’étude Shaowei Wu, de l’Université Xi’an Jiaotong, et ses collègues. Dans cet exemple extrême, l’exposition à l’ozone serait liée à 15 % des crises cardiaques et à 8 % des accidents vasculaires cérébraux, estiment les chercheurs.

Alors que l’ozone présent dans les hautes couches de l’atmosphère contribue à empêcher les rayons ultraviolets (UV) nocifs d’atteindre la Terre, au niveau du sol, ce gaz constitue un composant majeur du smog qui pollue la plupart des grandes villes. L’ozone est créé dans l’atmosphère par une réaction chimique lorsque deux polluants, souvent émis par les voitures ou l’industrie, se combinent en présence de la lumière du soleil, et il a été démontré qu’il interfère avec la photosynthèse et la croissance des plantes.

L’étude affirme être la première à évaluer le risque d’hospitalisation pour maladie cardiaque lorsque les niveaux d’ozone dépassent la recommandation quotidienne de 100 microgrammes par mètre cube d’air formulée par l’Organisation mondiale de la santé. Les chercheurs appellent à une action publique plus vigoureuse afin de réduire la consommation de combustibles fossiles, ainsi qu’à la mise en œuvre d’un système d’alerte pour que les gens puissent limiter leur exposition les jours où le niveau d’ozone est élevé.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EHJ

Un microbiote caractérise l’ensemble des micro-organismes (bactéries, virus, parasites non pathogènes…) qui évoluent au sein d’un environnement spécifique comme la peau, la bouche, le vagin, les poumons ou encore les intestins. « Le microbiote intestinal est le plus ”peuplé" d’entre eux. Il est principalement localisé dans l’intestin grêle et le côlon », précise l’Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm).

Selon des chercheurs de l'UT Southwestern Medical Center (États-Unis), des bactéries saines du microbiote intestinal peuvent s’échapper de l’intestin afin de se déplacer vers les ganglions lymphatiques et les tumeurs cancéreuses présentes dans le corps. Ces germes seraient capables également de renforcer l’efficacité de certains médicaments d’immunothérapie.  Pour les besoins de cette étude, les scientifiques ont eu recours à des souris atteintes par des tumeurs mélanomateuses. L’objectif : observer comment des médicaments, appelés inhibiteurs de points de contrôle immunitaire, ont affecté le mouvement des microbes intestinaux dans l’organisme.

Selon les premières conclusions, le traitement qui stimule l’activité du système immunitaire contre les tumeurs entraîne aussi une inflammation du système digestif. Cela favorise le remodelage des ganglions lymphatiques au sein de l’intestin. Grâce à ces changements, les bactéries saines du microbiote quittent l’intestin et se déplacent vers les ganglions lymphatiques et la tumeur. À ce moment-là, les micro-organismes activent des cellules immunitaires qui s'allient pour détruire les cellules tumorales. « Les inhibiteurs de points de contrôle immunitaire agissent en relâchant les freins du système immunitaire pour cibler le cancer », a expliqué le Docteur Koh, auteur de l’étude et directeur du programme cellulaire et immunothérapeutique de l'UT Southwestern Medical Center.

Dans leur étude, les scientifiques ont également constaté que les antibiotiques peuvent affaiblir l’effet de l'immunothérapie. En effet, ces médicaments éliminent la majorité des microbes intestinaux. Or, ce phénomène est donc néfaste pour les inhibiteurs de points de contrôle immunitaire, car les micro-organismes ne peuvent plus stimuler le système immunitaire. 

À l’heure actuelle, l’équipe américaine prépare la mise au point de traitements à base de bactéries pour accroître l’efficacité des inhibiteurs de points de contrôle immunitaire.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science

Une étude a montré pour la première fois des associations positives entre la consommation de microbes vivants contenus dans les aliments et une variété de résultats de santé. Ces recherches montrent que les personnes qui consomment le plus de micro-organismes vivants ont un IMC et un tour de taille plus bas, ainsi qu’une meilleure santé globale, à savoir une tension artérielle plus favorable, une glycémie et une insuline meilleures, et un niveau d’inflammation plus faible.

Il est bien connu que les micro-organismes vivants comme les probiotiques présentent des avantages pour la santé humaine. La recherche n’a d’ailleurs pas porté que sur les probiotiques, mais sur tous les microbes présents dans les aliments tels que les yaourts, les fruits et légumes crus, ainsi que d'autres aliments fermentés.

Pour la présente étude, les scientifiques ont classé plus de 9 000 aliments répertoriés dans l'enquête nationale américaine sur la santé et la nutrition (NHANES) en fonction de leur abondance en microbes vivants. Ils ont ensuite utilisé des données sur les apports alimentaires déclarés par plus de 29 000 adultes américains afin de quantifier les aliments – riches en microbes – consommés. Enfin, les chercheurs ont déterminé la corrélation entre ces apports et les marqueurs de santé précédemment cités.

Le coauteur de l’étude Colin Hill, de l'University College Cork (Irlande), estime que les futurs conseils diététiques incluront sûrement une recommandation de consommation quotidienne de niveaux élevés en microbes alimentaires vivants. « Les aliments à forte teneur en microbes sont tous des éléments nutritionnels précieux d'un régime sain et diversifié », explique-t-il. « Ces mêmes aliments pourraient apporter un bénéfice supplémentaire pour la santé, grâce aux microbes vivants qui pénètrent dans l'intestin et interagissent avec le microbiote de l'hôte ou encore le système immunitaire ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science Direct

Lorsqu’une personne est victime d’une grave infection, les médecins doivent identifier rapidement l’antibiotique capable de lutter contre la bactérie responsable de la maladie. Les techniques actuellement utilisées pour réaliser un antibiogramme nécessitent de grandes quantités de cellules à tester, qui excèdent celles prélevées sur le patient. Il convient alors de les cultiver à l’aide d’une boîte de Petri, une étape longue, qui demande au minimum 24 heures.

Des chercheurs du CEA, avec la collaboration du LTM (Laboratoire des technologies de la microélectronique), ont développé une nouvelle approche, basée sur une pince optique, avec l’ambition de raccourcir ce délai à deux heures. Ils viennent de démarrer un projet de recherche, baptisé Supply, en partenariat avec l’EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne) et le CHUV (Centre hospitalier universitaire vaudois) de Lausanne, dans le but de valider ce nouveau concept scientifique. Cette technologie en cours de développement est issue d’un travail de recherche fondamentale mené dans le domaine de la photonique sur puce.

Elle peut être désignée par l’intitulé : cristaux photoniques. Elle consiste à attraper et à manipuler de la lumière à l’aide d’une pince optique, constituée d’une micro ou nanostructure fabriquée dans du silicium et contenant deux micromiroirs entre lesquels un faisceau laser rebondit des milliers de fois. Le dispositif permet à la fois de guider la lumière sur la puce, mais aussi de l’accumuler dans un résonateur - que l’on appelle également une boîte à lumière -, afin qu’elle devienne très intense. Il est alors possible de faire interagir la lumière avec des petits objets.

« Lorsqu’un objet de taille micrométrique se trouve à proximité du champ de lumière, il est attiré dans la direction où elle est la plus intense, et l’on parvient ainsi à l’attraper et à l’immobiliser », déclare Emmanuel Hadji, chercheur à l’institut Irig du CEA. « Nous travaillons sur cette technologie depuis plus d’une dizaine d’années, et récemment, nous avons démontré que l’on peut aussi manipuler des objets vivants comme des bactéries. Une fois attrapées, elles continuent à vivre et à interagir avec la pince, et l’on peut lire leurs interactions avec le résonateur pour connaître leur état de santé ».

Les scientifiques sont parvenus à piéger des bactéries dans une pince optique, puis les ont soumises à un stress thermique. Ils ont alors pu observer une évolution de l’indice de réfraction de ces bactéries avec le résonateur. À ce stade de ce travail de recherche, ils interprètent ce résultat comme étant lié à un stress oxydatif des bactéries, c’est-à-dire que leurs membranes se sont chargées rapidement en fonctions oxygénées. « La littérature scientifique a déjà établi que tous les stress auxquels sont soumises les bactéries, qu’ils soient thermiques ou liés à la présence d’un antibiotique », conduisent à leur oxydation, ajoute Pierre Marcoux, ingénieur-chercheur à l’institut Leti du CEA. « Nous pensons que cette oxydation provoque une augmentation de l’indice de réfraction dans la pince optique, mais cela reste encore à démontrer ».

L’une des étapes du projet Supply va consister à piéger des bactéries avec une pince optique, puis à les confronter à un phage, c’est-à-dire à un antimicrobien, pour observer s’il parvient à les détruire. Si tel est le cas, une oxydation des bactéries se produira et devrait provoquer une évolution de l’indice de réfraction. L’avantage de cette technique est qu’elle ne nécessite pas un grand nombre de bactéries à tester, et donc nul besoin de passer par l’étape de la boîte de Petri pour en cultiver. Et surtout, la lecture de la résonance est quasi instantanée. « Nous sommes prudents et nous annonçons que cette méthode prendrait deux heures, car il faut compter le temps d’injecter le liquide contenant les bactéries dans le système photonique, puis tester diff&ea cute;rents antibiotiques, à différentes concentrations, et enfin prendre les mesures de chaque essai », précise Emmanuel Hadji.

Ce projet a pour objectif d’aboutir dans quatre ans à un prototype utilisable dans un laboratoire de biologie, avec un niveau de maturité technologique compris entre 4 et 5 sur l’échelle TRL (Technology readiness level), qui en compte 9. Si cette nouvelle méthode fait ses preuves, elle pourrait constituer un véritable pas en avant dans le traitement des maladies infectieuses, surtout celles qui évoluent très rapidement, notamment les infections sanguines ou les méningites. « Le besoin d’un antibiotique efficace est tellement urgent que généralement, les médecins donnent un traitement à large spectre avant d’avoir réalisé le moindre test », complète Pierre Marcoux. « Ils administrent des molécules de toutes dernières générations, alors qu’il est recommandé d’en utilise r le moins longtemps possible, afin d’éviter la survenue de phénomènes d’antibiorésistance ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Techniques de l'Ingénieur

L'alimentation riche en matières grasses, la consommation de viande rouge, le tabac et les antécédents familiaux de cancer de la prostate font partie des principaux facteurs de risque.

Une nouvelle étude vient d'identifier un bon moyen de prévention. Une alimentation riche en lycopène et sélénium qui font la part belle aux fruits et légumes permettrait de prévenir ce cancer ainsi que d'accélérer le rétablissement chez les hommes déjà malades, en radiothérapie. Les résultats, publiés dans la revue Cancers, soulignent l'importance d'un régime méditerranéen incluant ces aliments.

Ces chercheurs ont comparé les concentrations plasmatiques en micronutriments de patients atteints d'un cancer de la prostate  avec celles d'un groupe témoin en bonne santé. Chez les patients malades, il est apparu de faibles niveaux de lutéine, de lycopène, d'alpha-carotène et de sélénium. 

Une faible teneur en lycopène et en sélénium dans le plasma sanguin est susceptible d'augmenter les dommages à l'ADN causés par la radiothérapie chez les malades. Quant aux patients en bonne santé, il s'avère que ceux présentant des concentrations plasmatiques inférieures à 0,25 microgrammes (ug) par millilitre (mL) pour le lycopène et/ou inférieures à 120 ug/L pour le sélénium, ont un risque accru de cancer de la prostate.

Concrètement, il faudrait donc prévenir les carences en lycopène et en sélénium. Ces nutriments sont naturellement présents dans certains aliments. « Notre recommandation est d'adopter un régime méditerranéen en faisant appel à un diététicien, car les gens absorbent les nutriments de différentes manières, en fonction de la nourriture, du système digestif, du génotype de la personne et éventuellement de son microbiome », explique le Docteur Permal Deo, co-auteur de l'étude.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

MDPI

La coqueluche est une maladie infectieuse respiratoire provoquée par la bactérie Bordetella pertussis. Très contagieuse, elle est connue pour générer des complications mortelles chez le nourrisson. Depuis la fin des années 1990, le vaccin dCaT1 est majoritairement utilisé pour lutter contre la coqueluche, mais l’immunité qu’il confère diminue avec le temps, nécessitant des rappels. En outre, s’il permet de prévenir l’apparition des symptômes, il ne peut pas prévenir l’infection par la bactérie en elle-même ni sa transmission entre individus.

Ainsi, malgré les taux élevés de vaccination, les épidémies de coqueluche persistent partout dans le monde. Le développement d’un nouveau vaccin anticoquelucheux, appelé BPZE1, a pour objectif de pallier les défauts du vaccin dCaT pour mieux lutter contre ces épidémies. Ce vaccin dit "vivant atténué" (contenant une version atténuée de la bactérie) a pour particularité de s’administrer par voie nasale et ainsi de mimer les modes de transmission et de colonisation naturels de Bordetella pertussis au niveau des muqueuses des voies respiratoires. Une équipe de recherche internationale est dirigée par Camille Locht, directeur de recherche Inserm au sein du Centre d’infection et d’immunité de Lille (Inserm/Institut Pasteur de Lille/Université de Lille/CHU de Lille/CNRS). Le vaccin dCaT est dit "acellulaire", c’est-&agra ve;-dire qu’il ne contient pas de bactéries complètes mais uniquement certaines protéines issues de Bordetella pertussis qui ont la particularité de déclencher une réponse immunitaire sanguine.

Il combine les vaccins contre la coqueluche, la diphtérie, la poliomyélite et le tétanos. Il est administré en 3 doses intramusculaires chez le nourrisson à 2, 4 et 11 mois. 3 rappels sont recommandés à environ 16 mois, 11 ans et 26 ans. Mieux toléré, il est cependant plus cher et moins efficace que le vaccin cellulaire (ou à "germe entier", c’est-à-dire qui contient la bactérie inactivée) qui est encore utilisé aujourd’hui dans de nombreux pays en développement. La société ILiAD Biotechnologies a travaillé à l’évaluation de l’efficacité et de l’innocuité (non-toxicité) du vaccin BPZE1 au sein d’un essai clinique de phase 2 portant sur 300 Américains adultes en bonne santé.

Dans un premier temps, les participants ont été répartis en 2 groupes : le premier a reçu une dose de BPZE1 par voie nasale et un placebo par voie intramusculaire, le second une injection en intramusculaire du vaccin dCaT et un placebo par voie nasale. Trois mois plus tard, la moitié des participants de chacun des deux groupes s’est vue administrer une dose de BPZE1 (afin de simuler une infection naturelle de manière atténuée), tandis que l’autre moitié a reçu le placebo intranasal.

L’équipe de recherche a constaté que, là où le vaccin dCaT n’induisait une sécrétion de marqueurs de l’immunité contre Bordetella pertussis qu’au niveau sanguin, BPZE1, lui, induisait une immunité consistante au niveau de la muqueuse nasale en plus de l’immunité sanguine. Par ailleurs, dans les 28 jours suivant la seconde administration par voie nasale, 90 % des participants ayant initialement reçu BPZE1 ne présentaient aucune colonie bactérienne au niveau nasal. Chez les 10 % restants, la colonisation s’avérait faible (moins de 260 colonies par mL de mucus).

En comparaison, 70 % des patients vaccinés avec dCaT présentaient une colonisation bactérienne nasale importante (près de 14 325 colonies par mL). Par ailleurs, l’infection régressait plus rapidement chez les personnes vaccinées avec BPZE1 et l’équipe de recherche n’a constaté aucun effet secondaire notable dû à la vaccination pendant la durée de l’étude. Ainsi, selon Camille Locht, « le profil bénéfice/risque du vaccin BPZE1 est favorable : une seule administration nasale permet d’induire sans danger et avec une bonne tolérance, une immunité forte et durable, tant au niveau sanguin qu’au niveau des voies respiratoires ».

En outre, contrairement au vaccin dCaT, BPZE1 protège les muqueuses d’une colonisation par la bactérie. "Bordetella pertussis" infectant les voies respiratoires et se multipliant dans leurs muqueuses, une immunité à ce niveau pourrait en effet être essentielle dans la prévention des épidémies de coqueluche. « Cette bactérie étant hautement infectieuse pour l’être humain, il est critique qu’un vaccin ne cible pas uniquement le développement de la maladie mais également la transmission de la bactérie qui la cause et la vitesse à laquelle l’organisme se débarrasse de cette dernière », ajoute Camille Locht.

Dans cette optique, BPZE1 apparaît comme un nouvel outil pertinent pour prévenir les infections de coqueluche et réduire les chaînes de transmission épidémiques ». Les participants à cette étude étant tous des adultes de plus de 18 ans, une étude est en cours pour évaluer plus spécifiquement l’efficacité et l’innocuité de BPZE1 chez les enfants en âge d’aller à l’école, lieu critique de transmission de la maladie.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CNRS

Des scientifiques américains de l’Université Cornell se sont demandé si la perception du temps était liée aux rythmes physiologiques, en se concentrant sur la variabilité du rythme cardiaque. « Le stimulateur cardiaque ‘fait tic-tac’ régulièrement en moyenne, mais chaque intervalle entre les battements est un tout petit peu plus long ou plus court que le précédent », peut-on lire dans cette étude.

Dans le cadre des recherches, l’équipe a recruté 45 personnes, âgées de 18 à 21 ans, n’ayant pas d’antécédents cardiaques. Ils ont dû réaliser un électrocardiogramme, (ECG), qui mesure l'activité électrique du cœur avec une résolution de l'ordre de la milliseconde. L’appareil était relié à un ordinateur, ce qui permettait de déclencher des tonalités brèves d'une durée de 80 à 180 millisecondes en fonction des battements du cœur. Chaque participant a dû indiquer si les tonalités étaient plus longues ou plus courtes que les autres.

Les résultats ont révélé, ce que les auteurs ont appelé, des “rides temporelles”. Lorsque le battement du cœur précédant une tonalité était plus court, la tonalité était perçue comme plus longue. Lorsque le rythme cardiaque précédent était plus long, la durée du son semblait plus courte. « Ces observations démontrent systématiquement que la dynamique cardiaque est liée au processus de prise de décision temporelle », ont indiqué les chercheurs.

Selon l’équipe, le cerveau influence le cœur. Après avoir entendu des sons, les volontaires ont concentré leur attention sur les sons, cela a modifié leur rythme cardiaque et affecté leur perception du temps. « Le rythme cardiaque est un rythme que notre cerveau utilise pour nous donner la sensation du temps qui passe. Et ce rythme n'est pas linéaire », a expliqué Adam K. Anderson.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Cornell