| | | | | | | | Edition du 14 Juillet 2023 |
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| Edito
Allonger la vie avec la biologie de synthèse
C'est juste avant la première guerre mondiale, en 1912, que le médecin et scientifique Stéphane Leduc (1853-1939) publia un essai visionnaire, incompris en son temps, intitulé "La biologie synthétique". Dans son ouvrage, Leduc expliquait que la biologie connaissait trois phases de développement, descriptive, analytique et synthétique. Pour ce chercheur iconoclaste, la reconstruction artificielle du vivant était inséparable de la connaissance des mécanismes fondamentaux de la vie. Mais il fallut attendre 2008 pour que le célèbre biologiste Craig Venter annonce être parvenu avec son équipe à fabriquer un génome bactérien 100 % synthétique en collant des séquences d'ADN synthétisées bout à bout afin de reconstituer le génome complet de la bactérie Mycoplasma genitalium. Deux ans plus tard, en 2010, l'équipe de Craig Venter franchissait une nouvelle étape décisive en synthétisant le génome de la petite bactérie Mycoplasma mycoides (un million de paires de bases) et en annonçant dans la foulée la création de la première cellule vivante dotée d'un génome synthétique (Voir Science). Des scientifiques de l’Université de Californie – San Diego viennent de développer une toute nouvelle technique pour ralentir le vieillissement : en travaillant sur la levure, ils ont construit une « horloge » génétique biosynthétique capable de prolonger la longévité des cellules et donc la durée de vie. Ces recherches ont pour but d’empêcher les cellules d'atteindre leurs niveaux normaux de détérioration associés au vieillissement. Ces scientifiques américains ont utilisé la biologie synthétique pour parvenir à bloquer de manière originale les mécanismes qui conduisent les cellules à une dégradation inexorable, liée à l'âge. Les cellules, y compris celles des levures, des plantes, des animaux et des humains, contiennent toutes des circuits de régulation des gènes qui régis sent de nombreuses fonctions physiologiques, dont le vieillissement. « Ces circuits génétiques peuvent fonctionner comme nos circuits électriques domestiques qui contrôlent les appareils électroménagers par exemple », explique le professeur Nan Hao du département de biologie moléculaire de l'UC San Diego. Ces travaux ont montré que, sous l'effet d'un circuit central de régulation des gènes, les cellules ne vieillissent pas de la même manière et qu'il est possible de concevoir un processus de vieillissement "suspendu", qui prolonge la longévité cellulaire en modifiant les mécanismes de vieillissement. Ce processus repose sur une reconfiguration génétique du circuit qui contrôle le vieillissement cellulaire, ce qui permet la formation d'une boucle de rétroaction négative qui bloque ce processus. Le circuit reconfiguré fonctionne comme une horloge, appelée « oscillateur de gène », qui maintient la cellule entre deux états âgés nuisibles, ce qui freine considérablement sa dégénérescence. Comme le souligne l'étude, « C'est la première fois que la biologie synthétique guidée par ordinateur et les principes d'ingénierie permettent de reconcevoir des circuits génétiques synthétiques, de reprogrammer le processus de vieillissement et de promouvoir efficacement la longévité ». Ces travaux ont permis de découvrir qu'environ la moitié des cellules vieillissent par un déclin progressif de la stabilité de l'ADN, où l'information génétique est stockée. L'autre moitié vieillit en raison du déclin des mitochondries, les unités de production d'énergie des cellules. Le recours à ces circuits génétiques synthétiques sur des cellules de levure Saccharomyces cerevisiae a permis d'augmenter de 82 % la durée de vie par rapport aux cellules témoins ayant vieilli selon des voies normales. La biologie de synthèse ne cesse d'élargir ses moyens pour programmer et éditer le code génétique de systèmes vivants de plus en plus complexes. Parmi les récentes ruptures technologiques dans ce domaine d'avenir, il faut citer la fabrication d'ADN synthétique, un procédé sur lequel une start-up française fondée en 2014, DNA Script, est devenue leader mondial ! Cette société a conçu et fabriqué en 2020 la première imprimante ADN qui, grâce à sa technologie EDS, 500 fois plus précise que les méthodes traditionnelles de production d'ADN à base de réactifs chimiques, met la fabrication de n’importe quelle séquence de code génétique à la portée des laboratoires du monde entier. Les imprimantes de DNA Script permettent en outre aux laboratoires de produire en deux heures, au lieu de deux jours, à la demande et sur place, l’ADN de synthèse dont ils ont besoin... Les imprimantes à ADN et ARN de DNA Scripts promettent de révolutionner la biologie et la médecine, mais aussi l’environnement, l’agriculture et l’industrie de demain… En janvier dernier, une équipe d’étudiants en biotechnologie et génie bio chimique de l’INSA Toulouse et de l’Université Paul Sabatier a décroché la médaille d'or à l'occasion du concours international de biologie synthétique (IGEM) qui regroupe 350 équipes d’étudiants du monde entier. Ces chercheurs ont été récompensés pour leur projet de recherche innovant de détection des allergies à partir d’une simple prise de sang qui permettrait de cribler un grand nombre d’allergènes. Pour parvenir à détecter la présence d’anticorps spécifiques aux allergènes recherchés dans le sang, ces scientifiques ont utilisé des bactéries et travaillé avec des anticorps synthétiques. En avril dernier, le chimiste belge Solvay a fait part de sa collaboration stratégique avec la société de biotechnologies américaine Ginkgo Bioworks, qui met actuellement en place une plate-forme de programmation cellulaire et de biosécurité. Par cette coopération scientifique, Solvay et Ginkgo veulent mieux exploiter toute la puissance de la biologie synthétique, notamment dans le domaine de la catalyse de produits chimiques et de matériaux durables et biocompatibles. Ce partenariat vise en premier lieu l'élaboration de nouveaux biopolymères à destination des produits d'hygiène, de l’agriculture et l’alimentation. Mais il s’agit également pour Solvay de se renforcer dans le domaine de la biotechnologie, mais aussi dans trois autres domaines stratégiques : les matériaux pour batteries, l’hydrogène vert et les composites thermoplastiques. C'est dans ce contexte d'effervescence scientifique qu'il y a quelques jours, deux équipes scientifiques rivales ont annoncé simultanément qu'elles avaient réussi à produire en laboratoire les "embryoïdes" humains. Ces embryoïdes sont des assemblages de cellules qui visent à reproduire le fonctionnement et le développement d'un embryon, mais sans être issues d'une fécondation. Certes, ces structures restent, pour l'instant, incapables de se développer en un fœtus viable et sont fabriquées à partir de cellules réelles. Toutefois, ces travaux présentent un intérêt considérable pour mieux comprendre le tout premier stade d'un embryon, une période de quelques jours dont les mécanismes restent mal compris. Dans cette compétition mondiale à l'embryoïde, deux équipes de recherche se distinguent particulièrement , celle de la chercheuse Magdalena Zernicka-Goetz, au Royaume-Uni, et celle de son collègue Jacob Hanna, en Israël. Il y a quelques semaines, l'équipe de Zernicka-Goetz a fait sensation en annonçant lors d'une conférence à Boston avoir développé ces structures en laboratoire. Ces structures cellulaires n’ont ni cœur, ni cerveau, mais comprennent des cellules qui formeront le placenta, le sac vitellin et l’embryon lui-même. Elles représentent les toutes premières étapes du développement humain, et pourraient permettre des avancées majeures dans la compréhension de pathologies comme les fausses couches et les maladies génétiques. Ces résultats pourraient permettre des progrès décisifs en médecine régénérative, car s'il s'avère possible de créer des embryons synthétiques fonctionnels, cela ouvrira la voie vers la production de tissus et organes humains destinés à la transplantation, ce qui pourrait potentiellement sauver de nombreuses vies et améliorer la qualité de vie de millions de personnes dans le monde. Reste qu'on ignore pour l'instant si ces structures synthétiques obtenues à partir de cellules souches seront un jour capables de se transformer en véritables créatures vivantes. Actuellement, l'étude des embryons naturels n'est autorisée en laboratoire que jusqu'à une limite légale de 14 jours au Royaume-Uni, et 7 jours en France. La recherche ne peut reprendre ensuite que par le biais d'échographies, beaucoup plus tard pendant la grossesse. Ces organismes synthétiques pourraient donc permettre de mieux comprendre l'apparition, encore mal comprise, des nombreuses maladies génétiques humaines. Mais ce bond en avant scientifique pose de graves questions éthiques et juridiques, car ces structures synthétiques n'ont pas de statut juridique clair et leur utilisation est inconcevable sans un cadre législatif et éthique précis au niveau européen et national... Rappelons qu'il y a quelques semaines, des chercheurs de l’Institut Pasteur, de l’Inserm et de l’École Polytechnique, en collaboration avec le Centre Helmholtz et l’Université de Copenhague, ont fabriqué, in vitro, « des amas cellulaires de souris mimant sous certains aspects l’organisation de vrais embryons ». Ils ont également annoncé avoir développé une nouvelle technique qui permet de générer des embryons synthétiques de souris de manière efficace et facilement reproductible. Le but de ces recherches est cette fois de mieux comprendre les mécanismes qui gouvernent l’identité de nos cellules et leurs dérèglements, notamment lors du déclenchement des cancers (Voir Institut Past eur). En combinant deux outils d'IA, PandaOmics et Chemistry42, Nvidia et Insilico Medicine ont mis au point une molécule contre la fibrose pulmonaire baptisée INS018_055 s, Ce médicament est le premier conçu par intelligence artificielle qui va prochainement faire l'objet d'essais cliniques sur l'homme et, les tests sont concluants, INS018_055 pourrait permettre de soigner la fibrose pulmonaire idiopathique, une maladie qui provoque une dégénérescence des tissus du poumon, et conduit au décès du patient. Insilico Medecine se dit persuadée que la puissance de ces nouveaux outils d'IA va permettre un formidable bond en avant de la biologie synthétique et va déboucher d'ici quelques années sur la production industrielle contrôlée et à la demande d'une multitude de molécules d’intérêt biologique, ADN, ARN, protéines, enzymes, anticorps... Au-delà de la biologie et de la médecine, la biologie de synthèse est également en train de révolutionner le secteur des technologies vertes et de l'énergie. Carbios, société française pionnière dans le domaine des nouvelles solutions enzymatiques pour réinventer le cycle de vie des polymères plastiques et textiles, a ainsi réussi à produire récemment les premières bouteilles contenant 100 % de matières recyclées en Acide téréphtalique purifié (rPTA) provenant de déchets textiles à haute teneur en PET. Ce résultat confirme également la capacité de la technologie de Carbios à recycler les déchets textiles. Actuellement, les technologies de recyclage mécanique ne permettent pas de recycler efficacement les déchets de vêtements. En revanche, la rupture technologique d&eac ute;veloppée par Carbios permet aux fibres textiles de polyester d’être réutilisées et retransformées en PET de haute qualité adaptée à la production de bouteilles transparentes, ouvrant la voie au recyclage à l’infini des plastiques et textiles à base de PET. Bien qu'elle n'ait qu'une quinzaine d'années, la biologie de synthèse est déjà en train de bouleverser la biologie et la médecine et s'impose, on le voit également dans le domaine de l'industrie, de l'énergie, de l'environnement des nouveaux matériaux et du recyclage des déchets. En synergie avec les outils d'IA incroyablement puissants qui s'appuient désormais sur des superordinateurs de classe exaflopique (un milliard de milliards d'instructions disponibles), la biologie de synthèse va élargir l'horizon et les potentialités des sciences de la vie à un point que nous ne pouvons pas encore imaginer. Face à cette vertigineuse rupture scientifique et technique, notre société doit ouvrir dès à présent un grand débat politique et éthique pour définir sereinement un cadre solide et protecteur qui permettra de garantir que tous ces nouveaux outils de la biologie synthétique seront bien utilisés à des fins thérapeutiques, pour améliorer le sort des plus fragiles de nos concitoyens, sans jamais porter atteinte à la dignité humaine, ni conduire à des dérives de marchandisation du corps humain. René TRÉGOUËT Sénateur honoraire Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat e-mail : [email protected]
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| | | Nanotechnologies et Robotique | |
| | | | | 54 mètres de long, 11 mètres de large, 9 mètres de haut, 600 mètres carrés de superficie : tels sont les chiffres imposants du plus grand bâtiment construit en Europe au moyen de l’impression 3D. Une technologie qui permettra d’ériger un tel édifice en un temps record : débuté le 31 mars dernier, le chantier du gros œuvre est prévu pour s’achever fin juillet. Le chantier se déroule à Heidelberg, en Allemagne. « En tant qu'entreprise familiale indépendante avec une longue tradition et un avenir devant nous, nous voulons promouvoir des méthodes de construction innovantes et apporter une contribution positive aux méthodes de construction durables », indique Hans-Jörg Kraus, le directeur associé de Kraugsruppe, un constructeur, investisseur, et gestionnaire immobilier local. Le bâtiment abritera un data center. Les éléments verticaux du bâtiment sont imprimés par l’entreprise Peri 3D Construction, basée dans le Maryland, aux Etats-Unis. Celle-ci a recours à une machine Bod2, commercialisée par l’entreprise danoise Cobod, l’imprimante 3D dédiée à la construction la plus vendue au monde. La vitesse d’impression peut atteindre jusqu’à 1000 millimètres par seconde, à l’aide de trois ou quatre opérateurs selon les chantiers. Ses éléments en acier sont en S355, des aciers au carbone-manganèse notamment utilisés dans la construction. L'impression des murs est estimée à 140 heures, soit l’équivalent de 4 mètres carrés par heure. En Allemagne, Peri 3D Construction avait déjà réalisé le plus grand immeuble d'appartements d'Europe imprimé en 3D, doté d’un sous-sol et de cinq appartements sur trois étages d'une surface habitable totale d'environ 380 mètres carrés. Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash L'Usine Nouvelle | | | ^ Haut | |
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| | | | | | Des puces ultra-fines à base de niobate de lithium pourraient bien surpasser les puces en silicium dans les technologies basées sur la lumière. Leurs applications potentielles vont de la détection à distance de mûrissement de fruits sur Terre à la navigation sur la Lune. Dirigée par le professeur émérite Arnan Mitchell de l’Université RMIT et le Dr Andy Boes de l’Université d’Adélaïde, une équipe internationale d’experts a examiné les capacités et les applications potentielles du niobate de lithium dans la revue Science. Cette équipe internationale, qui comprend des scientifiques de l’Université de Pékin en Chine et de l’Université Harvard aux États-Unis, travaille avec l’industrie pour développer des systèmes de navigation destinés à aider les rovers à se déplacer sur la Lune d’ici la fin de la décennie. Etant donné qu’il est impossible d’utiliser la technologie du système de positionnement global (GPS) sur la Lune, les systèmes de navigation des rovers lunaires devront utiliser un système alternatif. C’est là que l’innovation de l’équipe entre en jeu. En détectant de minuscules variations de la lumière laser, la puce de niobate de lithium peut être utilisée pour mesurer le mouvement sans avoir besoin de signaux externes, selon Mitchell. « Ce n’est pas de la science-fiction : ce cristal artificiel est utilisé pour développer toute une série d’applications passionnantes. Et la concurrence pour exploiter le potentiel de cette technologie polyvalente s’intensifie », a déclaré M. Mitchell, directeur du Centre intégré de photonique et d’applications. Selon lui, si le dispositif de navigation lunaire en est aux premiers stades de développement, la technologie des puces en niobate de lithium est « suffisamment mûre pour être utilisée dans des applications spatiales ». « Notre technologie des puces en niobate de lithium est également suffisamment souple pour être rapidement adaptée à presque toutes les applications utilisant la lumière. Nous nous concentrons actuellement sur la navigation, mais la même technologie pourrait également être utilisée pour relier l’internet sur la Lune à l’internet sur Terre », a ajouté M. Mitchell. « Le niobate de lithium est un cristal artificiel qui a été découvert pour la première fois en 1949, mais qui revient à la mode », selon M. Boes. « Le niobate de lithium a de nouvelles utilisations dans le domaine de la photonique – la science et la technologie de la lumière – car, contrairement à d’autres matériaux, il peut générer et manipuler des ondes électromagnétiques dans tout le spectre de la lumière, des micro-ondes aux fréquences UV », a-t-il déclaré. « Le niobate de lithium est revenu à la mode en raison de ses capacités supérieures, et les progrès réalisés dans le domaine de la fabrication signifient qu’il est désormais facilement disponible sous forme de couches minces sur des plaquettes de semi-conducteurs ». « Une couche de niobate de lithium environ 1 000 fois plus fine qu’un cheveu humain est placée sur une plaquette de semi-conducteur », explique M. Boes. « Des circuits photoniques sont imprimés dans la couche de niobate de lithium et adaptés à l’utilisation prévue de la puce. Une puce de la taille d’un ongle peut contenir des centaines de circuits différents ». L’équipe travaille avec la société australienne Advanced Navigation pour créer des gyroscopes optiques, où la lumière laser est lanc&ea cute;e dans le sens des aiguilles d’une montre et dans le sens inverse des aiguilles d’une montre dans une bobine de fibre, a expliqué M. Mitchell. « Lorsque la bobine est déplacée, la fibre est légèrement plus courte dans une direction que dans l’autre, conformément à la théorie de la relativité d’Albert Einstein. Nos puces photoniques sont suffisamment sensibles pour mesurer cette minuscule différence et l’utiliser pour déterminer le mouvement de la bobine. Si vous pouvez suivre vos mouvements, vous savez alors où vous êtes par rapport à votre point de départ. C’est ce qu’on appelle la navigation inertielle ». Cette technologie peut également être utilisée pour détecter à distance la maturité des fruits. « Le gaz émis par les fruits mûrs est absorbé par la lumière dans la partie infrarouge moyenne du spectre », explique M. Mitchell. « Un drone en vol stationnaire dans un verger transmettrait la lumière à un autre drone qui détecterait le degré d’absorption de la lumière et le moment où les fruits sont prêts à être récoltés. Notre technologie de micropuce est beaucoup plus petite, moins chère et plus précise que la technologie actuelle et peut être utilisée avec de très petits drones qui n’endommageront pas les arbres fruitiers ». Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash RMIT | | | |
| | | Des chercheurs de l’Université de Stanford et du National Accelerator Laboratory de Stanford (SLAC) aux États-Unis, ont créé une poudre recyclable et à faible coût qui permet de tuer les bactéries présentes dans l’eau lorsqu’elle est exposée au soleil. Cette formidable innovation permet de rendre potable n’importe quelle eau infectée. Cette découverte est capitale quand on sait que 2 milliards de personnes n’ont pas accès à l’eau potable et boivent régulièrement de l’eau contaminée, ce qui entraîne deux millions de décès par an, principalement chez les enfants. Cette poudre qui élimine rapidement et complètement les agents pathogènes dans l'eau est composée de différents matériaux (oxyde d’aluminium, sulfure de molybdène, cuivre et d’oxyde de fer) qui produisent grâce à l’eau et au soleil des radicaux hydroxyles (HO), des molécules qui tuent rapidement les bactéries. Inoffensive pour la santé humaine et peu coûteuse à fabriquer, cette poudre peut en outre être récupérée à l'aide d'un simple aimant et réutilisée. Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash Stanford | | | |
| | | Les entreprises EconCore et Solarge se sont associées pour produire un panneau solaire ultraléger, capable de réduire de 65 % le poids des installations solaires en toiture. Composée d’un cœur nid d’abeille monomatériau en thermoplastique recyclé, cette nouvelle gamme de panneaux serait également plus facile à recycler. Annoncée lors du salon JEC World 2023 qui s’est tenu à Paris, cette innovation permettrait aussi d’améliorer les propriétés mécaniques des panneaux, d’offrir une meilleure résistance aux UV et une conductivité thermique nettement supérieure à celle des panneaux en verre. S’il varie suivant les modèles, le poids d’un module photovoltaïque est généralement compris entre 12 et 18 kg. Selon le type de toit et le système de pose (en surimposition, intégré au bâti, ou sur support lesté), la charge totale de l’installation peut ainsi varier de 15 à 60 kg/m² ! Toutes les toitures ne sont pas capables de supporter une telle charge, si bien que les assureurs demandent parfois de faire réaliser, avant installation, un diagnostic ou une étude de structure afin de s’assurer de la résistance mécanique de la charpente, ce qui représente un coût supplémentaire. Mais au-delà des contraintes supplémentaires susceptibles de menacer l’intégrité des toitures et des charpentes, le poids des panneaux est avant tout problématique pour les artisans et ouvriers chargés de leur installation ! En effet, en plus d’être exposés aux risques de brûlure, d’électrisation et à toutes les contraintes liées au travail en extérieur, les installateurs de panneaux solaires thermiques et photovoltaïques intervenant en toiture sont soumis à un risque élevé de chute. Le poids des panneaux est ainsi une contrainte supplémentaire, susceptible d’aggraver le risque d’accident, mais aussi d’apparition de TMS chez les installateurs professionnels. Compte tenu de leurs domaines de compétence respectifs, il paraissait logique que ces deux entreprises néerlandaises collaborent. D’une part, EconCore propose des technologies de pointe pour la production continue de panneaux sandwich et de pièces à âmes en nid d’abeilles thermoplastiques. L’entreprise n’en est d’ailleurs pas à son coup d’essai, puisqu’en 2012 elle prouvait déjà que ses panneaux nid d’abeille ThermHex offraient une parfaite structure d’accueil pour modules solaires. De son côté, Solarge est un spécialiste des panneaux légers 100 % recyclables, sans aluminium ni verre. Cette nouvelle gamme de panneaux nid d’abeille serait jusqu’à 65 % plus légère et facilement recyclable, puisque constituée d’un monomatériau thermoplastique. Par ailleurs, ces panneaux bénéficient des propriétés mécaniques exceptionnelles des structures nid d’abeille, c’est-à-dire une meilleure résistance aux chocs et une bonne rigidité. Selon une étude réalisée par SYSTEMIQ et EversPartners, 45 à 60 % des bâtiments industriels et commerciaux néerlandais souffriraient de limitations structurelles les empêchant d’accueillir des panneaux solaires classiques. Mais ce n’est pas un problème spécifique à ce pays. Partout, le poids des installations est un frein au développement du solaire, notamment en ce qui concerne les toitures existantes des entreprises, car ces structures sont généralement pensées pour être légères, rarement pour accueillir des installations lourdes. Par exemple, l’ajout de panneaux sur une charpente métallique s’avère souvent problématique, qu’elle soit couverte de tôle ou qu’il s’agisse d’une toiture-terrasse. Les prochaines années, les solutions solaires de ce type vont donc se multiplier, le déploiement massif de l’énergie solaire en toiture faisant partie des objectifs inscrits dans la stratégie solaire européenne. Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash Techniques de l'Ingénieur | | | |
| | | La société chimique japonaise Kaneka a conçu une cellule solaire tandem pérovskite-cristallin à deux terminaisons (2T) en utilisant une plaquette de silicium industriel Czochralski (CZ) de 145 μm d’épaisseur. Les chercheurs de l’entreprise ont construit la cellule avec une couche intermédiaire antireflet reposant sur ce qu’ils appellent des “structures texturées douces” qui ont été appliquées sur la face avant du fond. Cela permettrait une amélioration significative des effets de confinement de la lumière typiques des dispositifs tandem pérovskite-silicium. « La technologie de gestion de la lumière est obligatoire pour utiliser pleinement la large gamme du spectre solaire dans une cellule solaire, en particulier pour une structure tandem 2T, puisque les cellules supérieures et inférieures sont connectées électriquement en série et doivent satisfaire aux contraintes de l’adaptation de courant selon laquelle les courants respectifs au point de fonctionnement doivent être alignés dans une certaine mesure », ont-ils déclaré. « En raison de la grande différence entre les indices de réfraction de la pérovskite et du silicium cristallin (c-Si), la couche intermédiaire optimisée agit comme un revêtement antireflet pour supprimer la perte de réflexion de la lumière infrarouge utilisée dans la cellule inférieure ». L’entreprise a contrôlé la morphologie de la texture douce sur les deux faces de la plaquette en utilisant la gravure chimique. Grâce à la microscopie à force atomique (AFM), elle a comparé les performances des deux absorbeurs dotés de la structure douce à celles de dispositifs similaires dépourvus de cette structure. « En appliquant la texture douce, la densité de photocourant de la cellule inférieure en silicium augmente de plus de 2 % par rapport à la référence », a expliqué l’entreprise. La société a fabriqué une cellule supérieure avec un substrat en oxyde d’indium-étain (ITO), une couche de transport d’électrons en buckminsterfullerène (C60), une couche de passivation, l’absorbeur pérovskite, une monocouche auto-assemblée, une couche intermédiaire à base d’ITO et d’oxyde de silicium microcristallin (μc-SiOx). Elle a ensuite fabriqué la cellule inférieure avec une couche de silicium amorphe dopé n (a-n:Si), plusieurs couches de silicium traitées par différents procédés et un contact inférieur composé d’ITO et d’argent (Ag). « La couche de passivation a été introduite entre le C60 et la couche de pérovskite et les épaisseurs de la tranche de c-Si et de la couche supérieure d’ITO ont été réduites dans ce travail », explique l’entreprise. « Après avoir recouvert la couche de passivation, le C60 a été évaporé thermiquement successivement sur le film de pérovskite ». Le dispositif tandem a atteint un rendement de conversion d’énergie de 29,2 %, une tension en circuit ouvert de 1,929 V, une densité de courant de court-circuit de 19,5 mA cm-2 et un facteur de remplissage de 77,55 %. Ce résultat, qui a été confirmé par le Fraunhofer ISE Callab, améliore le rendement de 28,3 % que Kaneka avait obtenu précédemment pour un dispositif de même architecture, les principales différences étant la couche de passivation et l’épaisseur de la tranche de silicium. « Il s’agit du rendement de conversion d’énergie certifié le plus élevé à notre connaissance pour des cellules solaires tandem pérovskite-silicium 2T utilisant des plaquettes CZ », a déclaré l’entreprise. Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash PVM | | | ^ Haut | |
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| | Santé, Médecine et Sciences du Vivant | |
| | | | | Le traitement des tumeurs solides par chimiothérapie anticancéreuse demeure peu efficace en raison de la faible sélectivité des médicaments qui entraînent de sévères effets indésirables. La découverte de nouvelles cibles représente donc un enjeu majeur pour le développement de thérapies innovantes, conduisant à la destruction des cellules tumorales tout en épargnant les tissus sains. Dans ce cadre, les chercheurs de l’IC2MP ont récemment introduit le concept de Volatolomique Induite qui permet de détecter les cancers grâce à l’analyse de traceurs moléculaires expulsés dans l’haleine des individus. La Volatolomique Induite consiste en l’administration de sondes qui peuvent être activées par les tumeurs pour libérer des composés volatils qui sont ensuite éliminés dans l’air expiré. La détection de ces traceurs volatils dans l’haleine indique la présence d’une tumeur, permettant ainsi de diagnostiquer le cancer. Les chercheurs de l’IC2MP viennent de démontrer que la Volatolomique Induite peut également être utilisée pour découvrir de nouvelles spécificités tumorales afin de développer des traitements sélectifs. L’administration d’un cocktail de sondes enzymo-sensibles à des souris atteintes d’un cancer a permis de mettre en évidence des spécificités enzymatiques associées à la malignité. Après l’injection du cocktail, les animaux expirent en effet dans leur haleine les traceurs volatils correspondant aux enzymes produites par les tumeurs. En revanche, ces mêmes traceurs ne sont pas détectés dans l’air expiré par les animaux sains, indiquant le lien entre ces enzymes et le cancer. L’une de ces cibles enzymatiques a alors été exploitée par les chercheurs afin de concevoir un vecteur thérapeutique programmé pour libérer sélectivement un puissant agent anticancéreux au sein de la masse tumorale. L’efficacité de ce vecteur a été évaluée in vivo dans le cadre du traitement de tumeurs humaines du sein triple négatif implantées chez la souris. Au cours de cette expérience, 66 % des animaux traités par le vecteur ne présentaient plus de tumeurs à la fin du protocole. Cette étude met en lumière le potentiel de la Volatolomique Induite pour la découverte de nouvelles stratégies thérapeutiques. Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash CNRS | | | |
| | | Les troubles inflammatoires courants tels que la colite ulcéreuse et la maladie de Crohn peuvent être diagnostiqués ou surveillés en mesurant la protéine calprotectine dans les échantillons de selles, tandis que les taux sériques de calprotectine pourraient permettre de surveiller l’état inflammatoire dans l’arthrite rhumatoïde. Les concentrations de calprotectine dans les échantillons de patientes et patients sont généralement déterminées à l’aide d’anticorps qui se lient à la protéine et la détectent, par exemple dans les tests de dosage à flux latéral comme les kits d’autotests COVID-19 désormais bien connus. Mais les tests de dosage de la calprotectine à base d’anticorps présentent un problème : les résultats peuvent varier selon le type d’anticorps et de dosage utilisé. Cette variation s’explique par le fait que les anticorps peuvent se lier en différents endroits de la protéine ou pourraient ne pas avoir de composition uniforme. Les anticorps peuvent également devenir inactifs au fil du temps en raison d’un dépliage ou d’une précipitation. Une solution consiste à utiliser des peptides à la place d’anticorps pour détecter et mesurer des marqueurs de maladies comme la calprotectine. Les peptides sont des séquences comportant jusqu’à 50 acides aminés qui peuvent se lier aux protéines avec une affinité et une sélectivité élevées, mais, contrairement aux anticorps, ils peuvent être produits chimiquement avec une pureté et une homogénéité élevées. Par ailleurs, les peptides sont stables dans le temps et plus économiques à produire que les anticorps, et présentent une moindre variabilité entre les lots. Ils peuvent se fixer à un endroit spécifique d’une surface, ce qui simplifie considérablement le développement de tests diagnostiques car il est possible de détecter les biomarqueurs de manière plus pr&eacut e;cise et contrôlée. Dans cette optique, Christian Gerhold, directeur technique de l’entreprise de diagnostics BÜHLMANN, a travaillé avec l’équipe du professeur Christian Heinis de l’EPFL pour développer, sur la base de peptides, des ligands de la calprotectine humaine. À partir d’une bibliothèque de plus de 500 milliards de peptides différents, Cristina Diaz-Perlas, postdoctorante dans l’équipe de Christian Heinis, a isolé plusieurs liants de la calprotectine. Elle a montré que les peptides sont adaptés à la quantification de la calprotectine dans les tests de dosage à flux latéral simplifiés. Le meilleur peptide avait une constante de dissociation de 26 nM – une mesure de l’intensité de la liaison avec la calprotectine, ce qui en fait un bon candidat pour les tests diagnostiques. Le peptide ne se lie pas seulement à une grande surface de la calprotectine mais aussi à une forme spécifique de la calprotectine qui est l’espèce pertinente dans les échantillons de patientes et patients. Sous l’égide de Benjamin Ricken de chez BÜHLMANN, le peptide a enfin été testé dans des cassettes à flux latéral assemblées de manière professionnelle et s’est avéré être adapté à une détection et une quantification précises de la calprotectine. Dans une étude de validation, cette configuration a été utilisée pour quantifier la concentration de calprotectine dans le sérum d’échantillons sanguins de patientes et patients. Le peptide développé est en fait le premier réactif d’affinité synthétique qui a pu être généré contre le biomarqueur calprotectine. « Les équipes de l’EPFL et de BÜHLMANN réalisent actuellement d’autres tests avec le peptide spécifique de la calprotectine pour transformer le dosage en un produit qui peut optimiser la capacité de diagnostic de ce biomarqueur de plus en plus important afin d’aider les patientes et patients souffrant de maladies inflammatoires », déclare Christian Heinis. Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash EPFL | | | |
| | | Alors que ces dispositifs invasifs restent responsables de nombreuses infections associées aux soins (IAS) ce nouveau matériau, développé par une équipe de bioingénieurs de l’Université de l'Illinois à Urbana-Champaign (U. of I.), envoie un avertissement précoce en cas d’infection ou de trop forte tension. Ce revêtement intelligent pourrait aider les médecins à réparer ou remplacer les implants en cas de dysfonctionnement, et à inciter à traiter en cas d’infection. L'infection et la défaillance sont des problèmes fréquents et majeurs avec les implants orthopédiques, chacun affectant jusqu'à 10 % des patients. Plusieurs approches pour lutter contre l'infection ont été tentées, mais toutes ont de sérieuses limites : des biofilms se forment sur les surfaces conçues comme hydrofuges et les revêtements chargés d'antibiotiques chimiques ou de médicaments -qui s'épuisent en quelques mois- peuvent entraîner des effets toxiques sur les tissus environnants. Le nouveau revêtement est conçu avec 2 faces pour 2 effets : d’un côté, il est doté de nanopiliers capables de tuer les bactéries et de l’autre côté, d’une électronique flexible qui peut signale le dysfonctionnement ou la "panne". Les implants orthopédiques chirurgicaux eux-mêmes deviennent intelligents, grâce à ce revêtement qui surveille ainsi à la fois l’asepsie et la tension. Ses capteurs flexibles présentent une surface antibactérienne nanostructurée inspirée des ailes des libellules. Les nanopiliers sont inspirés par ceux retrouvés sur les ailes des insectes. Lorsqu'une cellule bactérienne tente de se lier à la feuille, les piliers perforent la paroi cellulaire et tuent la cellule. Cette approche mécanique permet de contourner de nombreux problèmes liés aux approches chimiques, tout en offrant la flexibilité nécessaire pour pouvoir appliquer le revêtement sur les surfaces des implants. À l'arrière de cette surface nanostructurée, des réseaux de capteurs électroniques flexibles très sensibles ont été intégrés pour surveiller la contrainte. Le revêtement va donc pouvoir ainsi guider les médecins dans la surveillance de la cicatrisation des patients. Cette équipe multidisciplinaire a confirmé, sur des souris modèles de porteurs d’implants, que le revêtement avertit bien, en cas d'infection ou d’échec de l’implant ou de la cicatrisation. « Nous avons développé une combinaison de nanomatériaux bio-inspirés et d’électronique flexible pour lutter contre un problème biomédical très fréquent en cas d’implant et durable », résume l’auteur principal, Qing Cao, professeur de science et d'ingénierie des matériaux. Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash Science | | | |
| | | Une remarquable étude allemande réalisée par des chercheurs de l'Université de la Ruhr à Bochum a montré que notre fonctionnement cérébral peut, dans certaines conditions, modifier notre perception tactile. La recherche menée sur 24 participants a consisté à mesurer leur perception tactile alors qu'ils étaient sous hypnose. Dans un premier temps, les sujets ont reçu la suggestion que leur index était cinq fois plus petit que la normale, puis dans un second temps, la suggestion inverse a été faite, leur faisant croire que leur doigt était cinq fois plus grand. Ils ont participé à un total de quatre expériences au cours desquelles leur index a été piqué par deux aiguilles éloignées l'une de l'autre. Lorsqu'ils ont été incités à croire que leur index était cinq fois plus grand qu'il ne l'était réellement, ils ont réussi à percevoir deux aiguilles. En revanche, lorsque la suggestion était que leur index était cinq fois plus petit, ils n'ont pu sentir qu'une seule aiguille. Cela suggère que la perception tactile peut être modifiée par les influences cognitives de haut en bas. La théorie selon laquelle notre esprit est capable d'influencer notre corps est bien connue. Cependant, cette étude va plus loin et indique que la perception tactile peut être modifiée par des influences cognitives et des suggestions hypnotiques. Bien que la recherche soit encore au stade expérimental, elle montre que l'hypnose peut être utilisée pour modifier la perception tactile. Dans le futur, cette découverte pourrait aider à mettre en place des thérapies pour certaines personnes, comme celles atteintes d'hypersensibilité ou de troubles de la perception tactile. Le domaine de la perception et de la sensation reste complexe, et des études supplémentaires seront nécessaires pour comprendre comment l'hypnose et les suggestions peuvent affecter les différentes parties du cerveau impliquées dans la perception tactile. Néanmoins, cette étude a montré que la perception humaine est plus flexible qu'on ne le pensait auparavant. Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash Nature | | | |
| | | Des chercheurs de l'Université Harvard ont fait une découverte majeure en étudiant le cas d'un homme qui a défié son hérédité familiale pendant de longues années. Il paraît avoir été protégé par une rare mutation génétique qui contrôle le fonctionnement d'une protéine aidant les cellules à communiquer. Pour cette étude, les scientifiques se sont intéressés à une famille colombienne ayant une prédisposition génétique à la maladie d'Alzheimer précoce, appelée mutation "Paisa" (Presenilin-1 E280A). Normalement, les personnes atteintes de cette pathologie développent des problèmes de la mémoire vers 42 ans, une démence au milieu de la cinquantaine et meurent des complications du trouble à la soixantaine. Le patient identifié par l'équipe est resté pour sa part cognitivement intact jusqu'à 67 ans. Il a présenté une démence légère à 72 ans et est décédé à 74 ans d'une pneumonie, soit des années après la plupart des individus touchés par la mutation Paisa. Une femme de la même famille ayant des fonctions cognitives intactes jusqu'à ses 70 ans, avait déjà été signalée en 2019. Les deux patients avaient des niveaux élevés d'amyloïde dans leur cerveau, mais étaient protégés contre la maladie. « Des cas extraordinaires comme celui-ci illustrent comment les individus et les familles élargies atteints de la maladie d'Alzheimer peuvent aider à faire progresser notre compréhension de la maladie et ouvrir de nouvelles voies de découverte », explique la co-auteure principale, Yakeel Quiroz, neuropsychologue clinicienne et chercheuse en neuro-imagerie. Les scientifiques ont alors effectué des analyses génétiques et moléculaires pour comprendre ce qui protégeait l'homme de la maladie d'Alzheimer. Ils ont découvert une mutation très rare dans le gène RELN qu'ils ont appelée Reelin-COLBOS. Elle semble augmenter la fonction de la protéine reeline, qui est produite par le gène. Cette dernière diminue l'activation de la protéine tau, élément clé dans la maladie d'Alzheimer. Selon eux, cela pourrait expliquer la protection que l'homme a connue contre la pathologie neurodégénérative pendant des années. « Le plus excitant, c'est que la nature nous a révélé à la fois la cause de la maladie d'Alzheimer et son remède. Mère Nature a fait une expérience exceptionnelle avec ces deux sujets : elle les a dotés à la fois d'un gène qui cause la maladie d'Alzheimer et en même temps d'un autre gène qui les a protégés des symptômes de la maladie pendant plus de deux décennies », indique Francisco Lopera, co-premier auteur de l'étude qui est aussi le neurologue qui a découvert cette famille et la suit depuis 30 ans. Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash Nature | | | |
| | | Les Humains sont dotés d’une capacité cérébrale supérieure à celle de nos cousins les singes ; il semblerait bien que, d’après une étude parue dans Science, cette différence soit le résultat d’un repliement différent du génome chez l’homme par rapport aux autres primates. Notre cerveau serait plus volumineux que celui de nos cousins les chimpanzés à cause de variantes structurelles dans l’ADN. Il y a plus d’un million d’années, de grandes parties du génome humain ont été réarrangées suite à un événement fortuit qui serait survenu au cours de la formation d’un ovule ou d’un spermatozoïde. D’après une équipe de scientifiques de l’Institut Gladstone aux États-Unis, cet événement a entraîné la suppres sion, la duplication ou l’inversion de certaines sections de l'ADN. Cette découverte est le fruit d’une étude qui a analysé la manière dont des portions d’ADN appelées HAR (Human Accelerated Regions ou régions accélérées humaines en français) diffèrent entre l’Homme et le chimpanzé. Ces régions sont quasiment identiques chez tous les êtres humains, mais sont différentes entre les humains et tous les autres mammifères. Ces régions HAR étaient stables chez les mammifères depuis des millénaires, mais ont soudainement changé chez les premiers humains il y a environ un million d’années. Ces HAR ou régions accélérées humaines sont des enhancers, c’est-à-dire de courtes séquences d’ADN qui régulent l’activité des gènes liés au développement du cerveau. Actuellement, les chercheurs se posent toujours quantité de questions sur l’origine de ces HAR et sur le rôle qu’ils jouent dans la différenciation de l’Homme par rapport aux primates. En collaboration avec le projet Zoonomia qui est un projet international d’étude des génomes de mammifères, les chercheurs ont analysé les HAR et leur environnement dans 241 génomes de mammifères. Ils se sont rendu compte que chez l’humain, ces HAR ont tendance à se trouver dans des zones du génome qui présentent de grandes différences structurelles par rapport aux autres mammifères. L’équipe de recherche de l’Institut Gladstone a ensuite cherché à savoir si ces variations structurelles, notamment au niveau des HAR, auraient pu modifier la manière dont l’ADN se replie. Il faut en effet savoir que la façon dont l’ADN se replie dans l’espace où il se trouve est très importante pour certaines fonctions et notamment pour le fonctionnement des activateurs. Les activateurs peuvent en effet avoir un impact sur n’importe quel gène qui se trouve à leur proximité. Cela dépend donc de la façon dont l’ADN est replié sur lui-même. Pour étudier les relations qui existent entre les séquences HAR et le repliement de l'ADN, les scientifiques se sont servis d’un logiciel qu’ils avaient déjà utilisé pour d’autres études, notamment pour prédire des schémas de repliement de l’ADN. Ils ont utilisé ce logiciel avec des séquences d’ADN humain et des séquences d’ADN de chimpanzés puis ils ont ensuite identifié chez l’Homme les régions du génome qui se replient de manière différente. Le logiciel a prédit que chez l’être humain, près de 30 % des séquences HAR se situent dans des zones du génome qui se replient différemment par rapport au chimpanzé. Ces changements structurels spécifiques pourraient avoir créé un environnement propice à l’évolution rapide des séquences HAR chez l’être humain il y a de cela un million d’années, après être restées stables et inchangées pendant des centaines de millions d’années chez les mammifères. Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash Science & Vie | | | |
| | | À Nancy, l’Institut de cancérologie de Lorraine (ICL) utilise depuis le début de l’année un nouveau logiciel dans le traitement des patients, qui améliore considérablement leur prise en charge. Et qui fait gagner un temps précieux aux médecins. « Là, il s’agit d’un cancer ORL. Ici, on a la moelle épinière, le poumon… ». Devant son ordinateur, Jean-Christophe Faivre, chef du service de radiothérapie à l’Institut de cancérologie de Lorraine, étudie le dossier d’un nouveau patient. Son logiciel d’intelligence artificielle, qu’il utilise depuis le mois de janvier dernier, a déjà fait une bonne partie du travail. « Il faut savoir que quand on veut irradier une tumeur, on va 'contourer' sur un logiciel de dessin, à partir d’un scanner, les tissus sains qui sont autour parce qu’on veut les épargner. Et c’est ce logiciel d’intelligence artificielle qui va nous aider à préparer le 'contourage' de tous ces organes à risque », explique le docteur. « On va donc pouvoir être beaucoup plus précis, gagner du temps. C’est une aide précieuse et on attend de voir les évolutions futures avec une très grande impatience », sourit-il. Le docteur Jean-Christophe Faivre l’assure : « l’intelligence artificielle n’en est qu’à ses débuts dans le domaine de la médecine. Je vois des choses très positives sur le diagnostic », confirme-t-il. « Il va y avoir des traitements de plus en plus personnalisés. Par exemple, on va pouvoir proposer des approches thérapeutiques beaucoup plus agressives aux patients qui ont des mauvais pronostics, avec des risques de récidives. Et à l’inverse, être moins agressif, désescalader les traitements chez les patients qui n’ont peut-être pas besoin d’une thérapie aussi lourde ». « Il y a aussi des choses qui ne sont pas visibles à l’œil humain et que l’intelligence artificielle va pouvoir débusquer », poursuit Jean-Christophe Faivre. Avec cet exemple à l’appui : « L’institut Curie a récemment communiqué sur un système d’intelligence artificielle qui a repéré un cancer dont on ne trouvait pas le primitif, c’est-à-dire le point de départ », rapporte le médecin. « Ce primitif peut être localisé dans n’importe quelle partie du corps humain et parfois, parce qu’il est tout petit, quelques millimètres à peine, on n’arrive pas à le retrouver. Dans ces cas-là, le cancer devient immédiatement métastasique, il se répand partout. Et le cas qui a été présenté a été débu squé grâce à un logiciel d’intelligence artificielle », se réjouit-il. Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash Europe 1 | | | |
| | | Utilisées principalement dans le traitement de certains cancers, les thérapies photodynamiques sont des traitements peu invasifs. Elles reposent sur l’utilisation de photosensibilisateurs, des molécules capables de s’exciter au contact de la lumière et de transmettre leur énergie au dioxygène contenu dans les cellules ciblées, le rendant toxique et provoquant la mort de ces dernières. À travers une collaboration interdisciplinaire et internationale, des scientifiques du Laboratoire de chimie (CNRS/ENS de Lyon), du Building Blocks for Future Electronics Laboratory CNRS/Sorbonne Université/Yonsei University) en Corée du Sud, du laboratoire Moltech-Anjou (CNRS/Université d’Angers) et leurs collègues sud-coréens ont conçu un nouveau photosensibilisateur, appelé DBI. Cette molécule s’est révélée beaucoup plus efficace que les photosensibilisateurs employés dans les traitements actuels, permettant d’envisager une utilisation à des doses thérapeutiques 10 à 100 fois plus faibles. L’emploi du DBI pourrait ainsi minimiser les possibles effets indésirables sur les tissus sains. Cette efficacité a été caractérisée et testée in vitro sur des cellules humaines et in vivo sur des embryons de poissons zèbres par leurs collègues suédois. Le DBI a été élaboré à partir d’un colorant initialement utilisé par l’industrie textile et produit annuellement à l’échelle de plusieurs tonnes. En modifiant chimiquement sa structure, les scientifiques lui ont conféré de nouvelles propriétés photosensibilisatrices. Par ailleurs, le DBI a également acquis, de par sa structure, la capacité d’interagir avec l’ADN contenu dans les exosomes, des composants surexprimés dans les cellules cancéreuses. Le photosensibilisateur s’accumule ainsi préférentiellement dans ces compartiments cellulaires clés des cellules cancéreuses, où le stress oxydatif généré par exposition à la lumière conduit à la dégradation de l’ADN et, in fine, à la mort de la cellule. Des études complémentaires sont en cours afin de déterminer si cette molécule pourra faire l’objet d’une utilisation clinique. Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash Senior Actu | | | |
| | | L’analyse de l’ADN circulant (ADNc) obtenu par biopsie liquide – prélèvement de plasma le plus souvent – est une technique non invasive permettant le diagnostic et le suivi de certains cancers. Chez les sujets sains, l’ADNc est principalement relargué par les cellules du sang. Chez les patients porteurs d’un cancer, une partie de l’ADNc est d’origine tumorale. Le séquençage de cet ADN tumoral permet de détecter de façon non invasive des mutations spécifiques du cancer. Une approche plus récente est d’étudier les caractéristiques non génétiques, notamment la méthylation de l’ADN, spécifiques de certains tissus ou cancers. L’ADNc se présente sous forme de nucléosomes, structures qui servent, à l’état physiologique, à la compaction de l’ADN dans le noyau. Chaque nucléosome est constitué d’un court fragment d’ADN enroulé autour de protéines histones. Ces dernières peuvent être modifiées par ajout ou retrait de groupements chimiques, tels que les groupements méthyl (CH3). Ces modifications dites "post-translationnelles" forment un code épigénétique propre à chaque tissu. L’ADNc tumoral conserve une partie de ces marques épigénétiques qui reflètent donc le tissu d’origine du cancer. Du fait de la faible quantité d’ADNc tumoral dans le plasma, son analyse nécessite des techniques de haute résolution. Ces chercheurs ont développé une technique appelée EPINUC (Epigenetics of Plasma-Isolated NUCleosomes) qui capture des milliers de nucléosomes dans le plasma et établit leur code épigénétique. Ce test détecte les modifications post translationnelles de 6 protéines histones à l’aide d’anticorps spécifiques. Les auteurs ont comparé 33 plasmas issus de sujets sains et 46 plasmas issus de 40 patients atteints d’un cancer colo-rectal à un stade avancé. Certains plasmas étaient prélevés avant exérèse chirurgicale de la tumeur et d’autres, après exérèse et chimiothérapie. Les auteurs ont mis en évidence des différences significatives dans le code épigénétique entre sujets sains et sujets atteints d’un cancer colorectal. Il existait également des différences avant et après traitement. Fedyuk et al. ont combiné leur analyse épigénétique à une analyse de biomarqueurs protéiques connus pour être augmentés ou diminués dans les cancers colorectaux (ex : ACE, protéine p53 mutée). A l’aide d’algorithmes d’intelligence artificielle (intégrant les données épigénétiques et protéomiques), les auteurs ont pu distinguer les prélèvements issus de sujets sains de ceux issus de patients atteints d’un cancer colorectal. En combinant l’analyse EPINUC à un séquençage direct de l’ADNc, il était possible d’identifier la nature de la tumeur. Fedyuk et al. ont ainsi pu distinguer entre eux des cancers colorectaux, pulmonaires, mammaires et pancréatiques. Au total, cette technique de haute résolution permet de détecter précocement et de manière non invasive un cancer… Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash NIH | | | |
| | | On le sait, chez l’Homme, le nombre de dents définitives est, en principe, limité à 32. Cependant, ce nombre peut génétiquement diminuer (c’est le cas pour 1% de la population) dans le cadre d’un phénomène appelé anodontie congénitale. L’anodontie se caractérise par l’absence de toutes les dents, tandis que l’absence de plus de 6 dents est appelée « oligodontie ». Ces conditions dites « agénésies dentaires » se manifestent dès le plus jeune âge et entravent la capacité à s’alimenter ou à parler correctement. D’un autre côté, 1 % de la population dans le monde présente une condition congénitale inverse : l’hyperdontie, une affection entraînant un nombre de dents supérieur à la normale. D’après des chercheurs de l’Université de Kyoto et Fukui, ce phénomène serait dû à la croissance d’un troisième ensemble de dents, une capacité que la plupart d’entre nous auraient perdue au cours de l’évolution. « L’idée de faire pousser de nouvelles dents est le rêve de tous les dentistes », souligne Katsu Takahashi, chercheur principal et directeur du département de dentisterie et de chirurgie buccale de l’hôpital de Kitano (à Osaka). Dans leur étude, Takahashi et ses collègues ont identifié une voie génétique prometteuse, spécifiquement impliquée dans le contrôle de notre développement dentaire et de la croissance de notre troisième sous-ensemble de dents. Leur découverte leur a permis de développer un anticorps monoclonal ciblant spécifiquement le gène impliqué. Si la molécule est initialement destinée aux enfants de 2 à 6 ans souffrant d’anodontie congénitale, elle pourrait également être utilisée pour traiter la perte pathologique (caries avancées, érosion des alvéoles dentaires, …) ou traumatique de dents. « Dans tous les cas, nous espérons voir un moment où la médecine de la repousse des dents sera un troisième choix aux côtés des prothèses dentaires et des implants », explique Takahashi. La croissance des dents individuelles dépend de l’interaction entre plusieurs molécules, notamment la BMP (Bone Morphogenic Proteine) et la voie de signalisation Wnt. Des études ont antérieurement démontré que la BMP contribuait à la formation de dents supplémentaires, tandis que la Wnt induit la formation de dents surnuméraires dans des conditions telles que l’hyperdontie. Cependant, l’implication des deux voies de signalisation dans la détermination stricte du nombre de dents (32 dans notre cas) n’était pas claire. De plus, elles sont impliquées dans beaucoup d’autres processus biologiques, mis à part la croissance des dents, tels que le développement du squelette. Certains de ces processus sont modulés dès l’état embryonnaire. De ce fait, cibler directement leur activation comporte des risques non négligeables. Pour pallier les risques éventuels, les chercheurs japonais ont alors ciblé l’USAG-1, une protéine bifonctionnelle antagoniste de la voie BMP et Wnt. Étant donné qu’elle inhibe la croissance dentaire en tant qu’antagoniste, sa désactivation par le biais d’un anticorps peut réactiver cette croissance. « L’ingénierie tissulaire conventionnelle n’est pas adaptée à la régénération dentaire. Notre étude montre que la thérapie moléculaire acellulaire est efficace pour un large éventail d’agénésies dentaires congénitales », indique Manabu Sugai de l’Université de Fukui, coauteur de l’étude. Pour corroborer leur hypothèse, les chercheurs ont testé une gamme d’anticorps monoclonaux anti-USAG-1 chez des souris. Plusieurs d’entre eux ont induit un faible taux de natalité et de survie, confirmant le rôle essentiel de BMP et de Wnt dans le développement embryonnaire. En revanche, ils ont eu plus de succès avec un anticorps bloquant uniquement l’interaction d’USAG-1 avec la BMP. Au cours des expériences, une seule administration a suffi pour générer une dent de troisième génération. Les experts ont également découvert que la signalisation était fortement impliquée dans la détermination du nombre de dents, chez les souris. En réitérant l’expérience chez les furets, une septième dent supplémentaire a poussé. Étant donné que la dent a poussé entre celles déjà existantes et possédait la même forme, les chercheurs ont déduit qu’il s’agissait d’une dent de troisième génération. Prochainement, l’innocuité et l’efficacité de l’anticorps seront éprouvées in vivo chez d’autres animaux. Le médicament pourrait ainsi passer en phase d’essai clinique dès juillet 2024. Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash Science | | | ^ Haut | |
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