RTFlash n°1274 : Le biochar sera-t-il le nouve l or noir ?

Le fabricant allemand de systèmes d’automatisation pneumatiques et électriques Festo a présenté un robot abeille bio-inspiré qui pèse aux alentours de 34 grammes, environ la moitié du poids d’un œuf. Et à la manière de l'insecte, une nuée de ces petits voltigeurs robotiques est capable de voler en grand nombre et de manière totalement autonome. « Notre dernier projet, Bionic Bee, s'inspire largement de nos études sur de vraies abeilles. Ce qui les rend si remarquables, c’est leur vol agile et leur comportement en essaim. En analysant ces caractéristiques naturelles, nous avons pu en apprendre beaucoup sur la conception légère et la mécanique du vol des abeilles », a expliqué Denis Mugrauer, le PDG de Festo, au média DirectIndustry.

Pour se coordonner, les abeilles suivent un chemin prédéfini par un ordinateur central. « Chaque abeille bionique est équipée d’un système GPS intérieur qui lui permet de déterminer sa position dans l’espace 3D et de partager cette information avec les autres abeilles de l’essaim. Cette communication entre les abeilles est cruciale pour reproduire le comportement complexe et coordonné observé dans les essaims naturels », complète Denis Mugrauer. Lors de la planification de la trajectoire, il faut également prendre en compte l'interaction mutuelle possible due aux mouvements de l’air. Comme chaque abeille est construite à la main et que les moindres différences de fabrication peuvent influencer le comportement en vol, elles disposent d'une fonction de calibrage automatique : après un bref vol d'essai, chaque prototype s'optimise individuellement. Les robots bio-inspirés se composent d’un mécanisme compact de battement des ailes, ainsi qu’une technologie de contrôle et d’adaptation à l’espace. Mais ce n’est pas tout puisqu'ils intègrent aussi un moteur à aimants permanents, trois servomoteurs, la batterie, le réducteur, diverses platines...

La BionicBee a nécessité deux ans de développement. Elle s’inscrit dans la longue série d’objets volants bioniques développée dans le cadre du programme de recherche Bionic Learning Network. Système inspiré de la queue des poissons, de la trompe de l’éléphant, du vol de la chauve-souris… Le groupe de recherche créé par Festo en 2006, en coopération avec des écoles supérieures, des instituts, des entreprises de développement et des inventeurs privés, conçoit déjà depuis plus de 15 ans ces prototypes inspirés de la nature.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Direcct Industry

Après avoir mis au point une peau synthétique, les Japonais ont fait une nouvelle avancée qui ne passe pas inaperçue. Et c’est le moins que l’on puisse dire puisque ce robot peut atteindre la taille d’un petit immeuble de 4 étages. Cet humanoïde imaginé pour entretenir les lignes de la West Japan Railway Company mesure en effet jusqu’à 12 mètres de haut. Nouvel employé de la compagnie, il est officiellement entré en service depuis peu.

Il est équipé d’une petite tête rappelant le dessin animé de Pixar WAll-E, mais n’en est pas moins efficace avec ses longs bras articulés qui peuvent être accessoirisés de divers outils (pince, lame, pinceau, tronçonneuse...). Il est pour le moment chargé de tâches simples comme de la taille de branches d’arbre le long des voies et de travaux de peinture, selon l’entreprise.

Monté sur un camion qui peut se déplacer sur les rails, ce robot n’est cependant pas autonome. Il est téléguidé par un opérateur assis dans la cabine du camion. Celui-ci peut voir à travers les "yeux" du robot grâce aux caméras qui équipent sa minuscule tête. C’est donc cet opérateur qui pilote les outils, et les bras disproportionnés du robot qui peuvent supporter un poids de charge de 40 kg. Mais même s’il doit nécessairement être dirigé, il présente déjà de nombreux avantages pour la compagnie puisqu’il permet de réduire le risque d’accidents du travail lors de ces travaux de maintenance et qu’il compense une pénurie de main-d'œuvre dans un Japon qui connait un vieillissement inexorable de sa population.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Railway Technology

L’hydrogène est considéré comme un vecteur énergétique clé pour réduire l’impact climatique des processus industriels. Cependant, la production d’hydrogène, souvent réalisée par électrolyse nécessitant de grandes quantités d’électricité, peut elle-même être source de pollution si cette électricité n’est pas d’origine renouvelable. Le projet Neo-PEC, mené par des chercheurs des instituts Fraunhofer, propose une solution révolutionnaire pour produire de l’hydrogène vert de manière plus autonome et durable.

Au cœur de cette innovation se trouve un module photoélectrochimique (PEC) tandem. Ce dispositif, qui s’apparente aux systèmes photovoltaïques traditionnels, a la particularité de produire directement de l’électricité pour décomposer l’eau en hydrogène et en oxygène, sans nécessiter d’électrolyse externe. Cela représente une rupture technologique significative, car il combine la génération d’énergie solaire et la production d’hydrogène en une seule étape, optimisant ainsi l’efficacité et réduisant la complexité.

L’une des principales préoccupations techniques du module PEC est la nécessité de maintenir une séparation stricte entre l’hydrogène et l’oxygène produits, pour des raisons de sécurité et d’efficacité. Pour y parvenir, les chercheurs ont développé des cellules à haute pureté avec des méthodes de revêtement spéciales, appliquées sur du verre standard, permettant une absorption optimisée de la lumière solaire et la génération distincte des deux gaz sur des côtés opposés du module.

Le projet Neo-PEC n’est pas seulement un exemple de l’innovation technologique, mais aussi de la collaboration inter-institutions. Réunissant des compétences complémentaires des différents instituts Fraunhofer, le projet a déjà démontré le fonctionnement stable et efficace des modules et de leurs interconnexions lors de nombreux tests sur le terrain. La présentation réussie de leur réacteur lors du salon Achema 2024 à Francfort marque le début d’une phase de développement en collaboration avec le secteur privé pour une production et une fourniture décentralisée d’hydrogène.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

PVM

Une étude menée par des chercheurs des universités de Reading et de Durham met en lumière des aspects fascinants et complexes de l’évolution de la taille du cerveau chez les mammifères. Après analyses des données d’environ 1 500 espèces, ces travaux révèlent que les plus grands animaux n’ont pas un cerveau proportionnellement plus gros. Or, ce constat contraste fortement avec les croyances antérieures. Pendant plus d’un siècle, les scientifiques ont supposé que la taille du cerveau augmentait proportionnellement à la taille du corps selon une relation linéaire. Cette hypothèse reposait sur l’idée intuitive que plus un animal est grand, plus il a besoin d’un cerveau volumineux pour gérer ses fonctions corporelles accrues.

Les premiers travaux sur l’évolution et l’anatomie comparée ont souvent pris cette relation comme un postulat de base, influençant ainsi de nombreuses théories et études sur le développement cérébral. En conséquence, on pensait que l’intelligence, la complexité comportementale et la sociabilité des animaux étaient directement proportionnelles à la taille de leur cerveau par rapport à celle de leur corps. Cependant, cette vision simpliste a commencé à être remise en question par des découvertes qui montrent que, malgré leur grande taille, certaines espèces possédaient des cerveaux relativement petits, et vice versa.

Alors, qu’en est-il vraiment ? Une étude menée récemment par le professeur Chris Venditti, de l’Université de Reading, suggère que cette relation est en réalité curviligne. En d’autres termes, bien que les petits mammifères puissent avoir des cerveaux relativement grands pour leur taille, les très grands mammifères ont des cerveaux proportionnellement plus petits que prévu. Pour arriver à cette conclusion, les chercheurs ont collecté et analysé un vaste ensemble de données sur les tailles du cerveau et du corps d’environ 1 500 espèces de mammifères. En comparant les mesures de cerveau et de corps, ils ont pu détecter des schémas qui n’étaient pas visibles avec des échantillons plus petits ou des méthodes moins sophistiquées. Ces techniques ont inclus des modèles de régression non linéaires qui permettent de capturer des relations courbées ou exponentielles plutôt que simplement linéaires.

Cette découverte signifie que les explications traditionnelles, qui reposaient sur une augmentation linéaire de la taille du cerveau avec celle du corps, doivent être réévaluées. Il existe cependant des exceptions à la règle. Parmi les plus notables figure Homo sapiens, dont l’évolution cérébrale a été extrêmement rapide, ce qui permit aux humains de développer des cerveaux exceptionnellement grands par rapport à leur taille corporelle.

En dehors des humains, certains groupes de mammifères ont montré des changements notables dans la taille de leur cerveau au fil du temps. Les primates, les rongeurs et les carnivores (comme les lions et les loups) sont des exemples de groupes qui ont vu une augmentation relative de la taille de leur cerveau. Ce phénomène est appelé la règle de Marsh-Lartet. Néanmoins, tous les mammifères ne suivent pas cette règle de manière uniforme, ce qui complique notre compréhension de l’évolution cérébrale. Les chauves-souris fournissent un exemple intéressant de cette complexité. À leur apparition, les chauves-souris ont rapidement réduit la taille de leur cerveau, probablement en raison des contraintes évolutives liées aux exigences du vol. Par la suite, les changements dans la taille relative de leur cerveau ont été très len ts, suggérant qu’il existe des limites aux modifications de la taille du cerveau dues à des adaptations spécifiques à leur mode de vie.

Malgré tout, et de manière plus générale, cette étude soulève un mystère : chez les plus grands animaux, quelque chose empêche le cerveau de devenir trop gros. Une hypothèse avancée est que les gros cerveaux sont coûteux à entretenir au-delà d’une certaine taille. Ce phénomène de plafond semble être un schéma général observé non seulement chez les mammifères, mais aussi chez les oiseaux, ce qui suggère que des contraintes biologiques similaires pourraient être à l’œuvre dans différents groupes d’animaux. Cette nouvelle étude apporte finalement des éclairages précieux sur l’évolution de la taille du cerveau chez les mammifères. Leurs implications sont vastes, allant de la compréhension des coûts énergétiques associés aux gros cerveaux à l’exploration des adaptations spécifiques qui permettent à certaines espèces de développer des cerveaux plus grands ou plus petits.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Durham University

Selon une étude dirigée par le Docteur Anders Myhre Vaage de l'hôpital universitaire d'Akershus (Norvège), des niveaux modérés d'activité seraient liés à une réduction des risques de développer cette maladie neurodégénérative paralysante et mortelle chez les hommes. Pour déterminer le lien entre la pathologie, aussi connue sous le nom de maladie de Charcot, et l’exercice physique, les chercheurs ont suivi 373.596 personnes vivant en Norvège pendant 27 ans en moyenne. Chaque volontaire devait évaluer son niveau d'activité physique au cours d'une année.

Sur la période de l’étude, 504 participants ont développé la SLA. 59 % étaient des hommes. En analysant les données, l’équipe a constaté que les participants masculins qui affichaient des niveaux d'activité physique modérés avaient 29 % moins de risque de développer la pathologie par rapport à ceux qui faisaient peu d’exercice. Les hommes ayant des niveaux d'activité physique élevés présentaient un risque de maladie de Charcot 41 % moindre. Autre découverte : les hommes qui avaient une fréquence cardiaque au repos basse (ce qui indique une bonne forme physique), présentaient un risque réduit de 32 % de SLA par rapport à ceux ayant un rythme cardiaque au repos plus élevé.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

AAN

Des chercheurs de l’université de Göteborg (Suède) ont mis au point un modèle d’intelligence artificielle (IA) permettant d’améliorer le diagnostic de potentiel cancer via l’analyse de molécules de sucre, les glycanes. Les glycanes sont des structures de molécules de sucre dans nos cellules. Ces molécules peuvent constituer des biomarqueurs de cancer, si l’analyse par spectrométrie de masse (lire ci-dessous) révèle que leur structure a changé. La spectrométrie de masse est une méthode d'analyse qui a pour but d'identifier les différentes molécules et leur quantité présente dans les échantillons étudiés. Cette analyse se produit en transformant les molécules en ions chargés, puis en les triant et les détectant en fonction de leur masse et de leur charge.

À l’heure actuelle, les données mesurées par la spectrométrie doivent être soigneusement analysées par des humains pour voir s’il y a apparition de formes de cancer ou non. Ce travail de fourmi requiert des heures, voire des jours, et l’expertise de quelques spécialistes qui ont été formés pendant des années, d’où l’utilité d’une intelligence artificielle qui permettrait d’accélérer l’analyse. C’est pourquoi une équipe de chercheurs menée par le Dr Daniel Bojar, maître de conférences associé en bio-informatique à l'Université de Göteborg (Suède), a mis au point un modèle d’IA permettant de faciliter la détection de cancer. « En principe, la méthode peut s'appliquer à n'importe quel type de cancer puisque toutes les formes de cancer que nous connaissons possèdent des glycanes modifiés de manière caractéristique qui peuvent être mesurés par spectrométrie de masse », explique Danier Bojar, principal auteur de ces travaux publiés dans la revue Nature Methods.

Ce nouveau modèle d'IA nommé “CandyCrunch”, en référence au célèbre jeu vidéo “Candy Crush Saga” a besoin de quelques secondes seulement pour détecter d’éventuelles indications de cancer via l'identification de molécules de sucre ou glycanes dans les échantillons observés. CandyCrunch a pour cela été entraîné grâce à une base de données de plus de 500.000 exemples de différentes fragmentations et structures de glycanes. Les chercheurs ont utilisé ces données pour entraîner un modèle d’intelligence artificielle de type “deep learning” (capable d’apprendre par elle-même) à reconnaître d’autres glycanes à l’avenir. Le modèle CandyCrunch s’est avéré plus efficace que la méthode Glycoforest et repr&e acute;sente une avancée considérable puisqu’il est capable de fournir des résultats corrects dans un temps imparti record.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

University of Gothenburg

Les protéines sont des éléments constitutifs de la vie. Elles sont impliquées dans pratiquement tous les processus biologiques. Comprendre les interactions entre les protéines est essentiel pour déchiffrer les complexités des fonctions cellulaires et a des implications importantes pour le développement de médicaments et le traitement des maladies.

Cependant, la capacité à prédire quelles protéines se lient entre elles est une question difficile en biologie computationnelle, notamment en raison de la grande diversité et de la complexité des structures des protéines. Une récente étude menée par l’équipe d’Anne-Florence Bitbol de l’EPFL pourrait désormais changer cela.

Cette équipe de scientifiques, composée d’Umberto Lupo, Damiano Sgarbossa et Anne-Florence Bitbol, a mis au point DiffPALM (Differentiable Pairing using Alignment-based Language Models). Il s’agit d’une approche basée sur l’IA qui peut considérablement faire progresser la prédiction des interactions entre des séquences de protéines. L’étude est publiée dans la revue PNAS.

DiffPALM tire parti de la puissance des modèles de langage protéiques, un concept avancé d’apprentissage automatique emprunté au traitement du langage naturel, pour analyser et prédire les interactions entre les membres de deux familles de protéines avec une précision sans précédent. DiffPALM utilise ces techniques d’apprentissage machine pour prédire les paires de protéines en interaction. Il s’ensuit une amélioration significative par rapport à d’autres méthodes qui nécessitent souvent de grands ensembles de données suffisamment divers, et qui se heurtent à la complexité des complexes protéiques eucaryotes.

Un autre avantage de DiffPALM est sa polyvalence. En effet, cette approche peut fonctionner même avec de plus petits ensembles de données de séquences et traiter ainsi des protéines rares qui ont peu d’homologues (des protéines d’espèces différentes qui partagent des ancêtres évolutifs communs). Elle s’appuie sur des modèles de langage protéiques entraînés sur des alignements multiples de séquences (MSA), comme le MSA Transformer et le module EvoFormer d’AlphaFold, ce qui lui permet de comprendre et de prédire les interactions complexes entre les protéines avec une extrême précision.

L’utilisation de DiffPALM est également très prometteuse en matière de prédiction de la structure des complexes protéiques, qui sont des assemblages formés par la liaison de plusieurs protéines, et qui sont indispensables à de nombreux processus cellulaires. Dans l’étude, l’équipe a comparé DiffPALM aux méthodes d’appariement traditionnelles basées sur la co-évolution. Ce domaine étudie l’évolution des séquences de protéines qui sont en étroite interaction. Les modifications d’une protéine peuvent entraîner des modifications de son partenaire d’interaction. Il s’agit d’un aspect extrêmement important de la biologie moléculaire et cellulaire, qui est très bien représenté par les modèles de langage protéiques entraînés su r les MSA. DiffPALM s’avère plus performant que les méthodes traditionnelles sur des données de référence exigeantes, ce qui démontre sa résistance et son efficacité.

L’application de DiffPALM est évidente dans le domaine de la biologie fondamentale des protéines, mais elle va au-delà, car cette méthode pourrait devenir un outil puissant pour la recherche médicale et le développement de médicaments. Par exemple, pouvoir prédire avec précision les interactions entre protéines peut aider à comprendre les mécanismes des maladies et à mettre au point des thérapies ciblées. Les chercheuses et chercheurs ont permis un accès libre à DiffPALM, en espérant que la communauté scientifique l’adopte largement pour faire progresser la biologie computationnelle et permettre aux spécialistes d’explorer les complexités des interactions entre protéines.

En combinant les techniques avancées d’apprentissage automatique et le traitement efficace de données biologiques complexes, DiffPALM constitue une avancée majeure dans le domaine de la biologie computationnelle. Cette méthode permet non seulement de mieux comprendre les interactions entre les protéines, mais aussi d’ouvrir de nouvelles pistes de recherche médicale, ce qui pourrait faire progresser le traitement des maladies et le développement de médicaments.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EPFL

Des chercheurs du MD Anderson Cancer Center de l'Université du Texas ont montré que le fait de restaurer des niveaux “jeunes” d'une enzyme spécifique ralentit les signes du vieillissement dans des modèles cellulaires. Ces résultats pourraient avoir des implications thérapeutiques pour les maladies liées à l'âge comme Alzheimer, Parkinson, les maladies cardiaques et le cancer.

Avec le vieillissement, de nombreux changements épigénétiques entraînent un déclin fonctionnel et physiologique progressif et irréversible. Parmi ces changements, le raccourcissement des télomères est notable. Ces derniers comportent jusqu'à 15 000 paires de bases, mais en perdent entre 25 et 200 à chaque division cellulaire. Leur raccourcissement ou altération excessive déclenche une réponse continue aux dommages de l'ADN, pouvant mener à la sénescence cellulaire, où les cellules libèrent des facteurs inflammatoires endommageant les tissus, accélérant ainsi le vieillissement et le cancer. La télomérase (une enzyme qui rallonge les télomères) diminue avec l'âge, corrélant avec des maladies liées au vieillissement comme Alzheimer.

Les chercheurs ont identifié que la télomérase reverse transcriptase (TERT) joue un rôle clé non seulement dans l'allongement des télomères, mais aussi dans la régulation de nombreux gènes impliqués dans la neurogenèse, l'apprentissage et la mémoire, la sénescence cellulaire et l'inflammation. La télomérase est un complexe protéique qui allonge les télomères, mais son activité diminue avec le temps à cause de la répression épigénétique de TERT, surtout lors du vieillissement naturel ou des maladies liées à l'âge. Les chercheurs ont utilisé un composé qui restaure les niveaux physiologiques de TERT, ce qui a réduit la sénescence cellulaire et l'inflammation des tissus, stimulé la formation de nouveaux neurones, amélioré la mémoire et les fonctions neuromusculaires chez des modèles de souris de laboratoire âgées.

Le laboratoire de Ronald A. DePinho avait déjà montré que la désactivation du gène TERT in vivo entraînait un vieillissement prématuré, réversible par la réactivation de TERT. Les chercheurs ont aussi observé que certaines cellules, comme les neurones et les cellules cardiaques, se rajeunissaient sans division cellulaire nécessaire à la synthèse des télomères. Ces observations les ont conduits à supposer que TERT avait des fonctions au-delà de la synthèse des télomères et que les niveaux globaux de télomérase étaient importants dans le processus de vieillissement. L'équipe, dirigée par Ronald A. DePinho et Hong Seok Shim, a alors cherché à développer un médicament pour restaurer les niveaux de TERT. En utilisant un criblage à haut débit de plus de 650 000 compos és, ils ont identifié un composé activateur de TERT (TAC – TERT Activate Compound) capable de déréprimer épigénétiquement le gène TERT et de restaurer son expression physiologique observée dans les cellules jeunes.

Dans des modèles précliniques équivalents à des adultes de plus de 75 ans, un traitement de six mois avec TAC a conduit à la formation de nouveaux neurones dans l'hippocampe et amélioré les performances cognitives. Il y a eu une augmentation des gènes impliqués dans l'apprentissage, la mémoire et la biologie synaptique, cohérente avec la capacité de TERT à interagir avec des complexes de facteurs de transcription régulant divers gènes. Le traitement avec TAC a également réduit significativement l'inflammation dans les échantillons de sang et de tissu, et éliminé les cellules sénescentes en réprimant le gène p16, un facteur clé de sénescence. TAC a amélioré les fonctions neuromusculaires, la coordination, la force de préhension et la vitesse, inversant la sarcopénie, une condition o ù la masse, la force et les performances musculaires se détériorent avec l'âge.

En outre, le traitement avec TAC dans des lignées cellulaires humaines a augmenté la synthèse des télomères, réduit les signaux de dommages à l'ADN et étendu le potentiel prolifératif de ces cellules, démontrant l'efficacité de TAC dans des modèles humains ex vivo. « Ces résultats précliniques sont encourageants, car TAC est facilement absorbé par tous les tissus, y compris le système nerveux central. Cependant, d'autres études sont nécessaires pour évaluer correctement sa sécurité et son activité dans des stratégies de traitement à long terme », a déclaré Ronald DePinho.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

Le National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID/NIH) annonce le début d’essais cliniques sur un premier vaccin nasal contre le COVID-19 : ce candidat vaccin, certes plus facile à délivrer, pourrait également offrir une protection plus étendue contre les variantes émergentes du SRAS-CoV-2. Cet essai de phase 1, en cours de recrutement aux Etats-Unis, va donc tester en premier lieu la sécurité du vaccin nasal expérimental. Le vaccin expérimental a été conçu et déjà testé dans le cadre d'études précliniques par les scientifiques du NIAID.

L’un des auteurs principaux, le Docteur Jeanne M. Marrazzo, directeur du NIAID, rappelle que « le développement rapide de vaccins sûrs et efficaces contre le COVID-19 a été une prouesse de la science, et a permis, en pratique, de considérablement atténuer les conséquences de la pandémie ». Cependant, si même les vaccins COVID de première génération ont conservé une certaine efficacité contre les formes sévères de la maladie, les hospitalisations et les décès, ils sont devenus moins efficaces en termes de prévention des infections et les formes bénignes mais symptomatiques.

L’étude va recruter 60 participants adultes, âgés de 18 à 64 ans, qui ont déjà reçu au moins 3 doses d’un vaccin COVID à ARNm. Les participants seront répartis en 3 groupes, qui recevront soit une dose du vaccin expérimental administrée par spray nasal à la dose la plus faible, soit des doses progressivement plus élevées. 7 consultations de suivi sont prévues pour chaque participant, afin d’évaluer la tolérance, l’innocuité et accessoirement l’efficacité du candidat. Le vaccin expérimental, "MPV/S-2P", utilise le virus de la pneumonie murine (MPV) comme vecteur pour administrer une version de la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 (S-2P) stabilisée. Le MPV ne provoque pas de maladie chez les humains ou les primates non humains, mais présente une forte affinité avec les cellules épith éliales qui tapissent les voies respiratoires. Il sera donc sans doute efficace à délivrer le vaccin aux sites mêmes où débute l’infection à coronavirus.

Cet essai de phase I fait suite à des études précliniques concluantes, menées sur des modèles primates. Chez l’animal, le candidat a induit des réponses immunitaires systémiques robustes, avec des anticorps dirigés contre le SRAS-CoV-2, ainsi qu’une immunité locale dans les cellules des tissus muqueux tapissant le nez et les voies respiratoires.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

NIH

Plusieurs études épidémiologiques ont mis en avant que la consommation régulière et modérée de caféine, à raison de 2 à 4 tasses de café par jour, pourrait ralentir le déclin cognitif lié au vieillissement, en particulier le risque de maladie d'Alzheimer. L'influence potentiellement positive de la caféine sur les capacités cérébrales intéresse hautement les chercheurs, à l'heure où la prévention et la prise en charge de la maladie d'Alzheimer (principale cause de démence) augurent un défi de santé publique pour les années à venir : 900 000 personnes souffrent actuellement d'Alzheimer ou d'une maladie apparentée en France, selon l'Institut national de recherche médicale (Inserm). Et avec le vieillissement de la population, ce sont plus de 1 800 000 personnes qui devraient être at teintes d'une maladie neurocognitive à l'horizon 2050, prévoit la Fondation Vaincre Alzheimer.

Ces nouveaux travaux de l'Inserm, parus dans la revue Brain, soufflent un vent d'espoir pour mettre au pas cette maladie qui grignote la mémoire, les capacités exécutives et d'orientation dans le temps et l'espace. Les chercheurs confirment l'intérêt de la caféine comme piste thérapeutique pour ralentir la progression de la maladie d'Alzheimer chez des patients à un stade précoce. L'équipe de chercheurs de l'Inserm, du CHU de Lille et du centre de recherche Lille Neuroscience et cognition de l'Université de Lille, jette un nouvel éclairage sur les mécanismes moléculaires sous-jacents au développement de cette maladie.

Les scientifiques ont constaté sur des souris que l'augmentation pathologique de récepteurs cibles (appelés A2A) dans les neurones, pendant le développement de la maladie, favorisait la perte des synapses (les zones de contact entre deux neurones), ce qui se traduisait par la survenue précoce des troubles de la mémoire. Dans la même étude, les chercheurs se sont penchés sur la capacité de la caféine à agir sur cette cible et à préserver les fonctions cognitives chez des patients atteints d'une forme précoce de la maladie d'Alzheimer.

En 2016, la même équipe de recherche avait décrit un des mécanismes par lequel la caféine pouvait bloquer chez l'animal les récepteurs A2A, qui augmentent anormalement dans le cerveau des malades d'Alzheimer. Pour cerner davantage ce phénomène, un essai clinique de phase 3 a été initié par le CHU de Lille en incluant 248 patients. La moitié des patients recevra 400 mg de caféine, l'autre moitié un placebo. « Nous mettons donc encore une fois en avant l'intérêt de tester la caféine dans le cadre d'un essai clinique sur des patients atteints de formes précoces de la maladie », explique David Blum, directeur de recherche à l'Inserm, co-dernier auteur de l'étude, dans un communiqué. « En effet, on peut imaginer qu'en bloquant ces récepteurs A2A, dont l'activité est augmentée chez le patien t, cette molécule puisse prévenir le développement des troubles de la mémoire voire d'autres symptômes cognitifs et comportementaux ». Si la caféine donne de bons résultats dans le cadre de l'essai clinique en cours, un essai de plus grande ampleur pourrait être lancé. « Potentiellement, cela pourrait signifier que la caféine peut être utilisée comme médicament pour le traitement de cette maladie », affirme David Blum.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Inserm

Il y a douze ans, des chercheurs en cancérologie de l'Université de Californie à San Diego ont identifié une molécule qui aide les cellules cancéreuses à survivre en faisant circuler des cellules inflammatoires nocives dans le tissu tumoral. Dans une nouvelle étude, ils montrent que la même molécule fait la même chose dans le tissu pulmonaire infecté par le COVID-19 – et que la molécule peut être supprimée avec un médicament contre le cancer réutilisé. Les travaux présentent une nouvelle approche pour prévenir les dommages irréversibles aux organes dans les maladies infectieuses comme la COVID-19 et la résistance à la méthicilline Staphylococcus aureus (SARM).

Les deux principaux acteurs de ce scénario sont les cellules inflammatoires appelées cellules myéloïdes et une enzyme appelée PI3K gamma (phosphatidylinositol 3,4,5-kinase gamma). Les cellules myéloïdes font partie de notre système immunitaire inné (l'immunité avec laquelle nous naissons avant d'être exposés aux agents pathogènes présents dans l'environnement) et agissent très rapidement pour tuer des agents mortels comme le SARS-CoV-2, le virus responsable de la COVID-19.

"Nos travaux montrent que les médicaments qui peuvent empêcher le recrutement de cellules myéloïdes nuisibles dans les tissus infectés par des agents graves comme la COVID-19 ou le SARM présentent un avantage significatif dans la préservation de la fonction tissulaire s'ils sont administrés suffisamment tôt au cours d'une infection".

Judith Varner, professeure aux départements de pathologie et de médecine de la faculté de médecine de l'UC San Diego, est co-responsable du programme de thérapie des tumeurs solides au Moores Cancer Center de l'UC San Diego et auteure principale de l'étude

La plupart des autres médicaments contre la COVID-19 ciblent le virus, soit en prévenant l’infection, soit en empêchant le virus de se reproduire après l’infection. L’approche actuelle cible l’hôte, empêchant le système immunitaire de réagir de manière excessive ou l’accumulation de fibres dans les poumons.

« Les cellules myéloïdes nous protègent, mais elles peuvent aussi faire beaucoup de dégâts », explique le Docteur Varner. « En cas d’infection légère, les cellules myéloïdes interviennent, tuent les bactéries, émettent des signaux d’alerte qui recrutent des cellules immunitaires tueuses encore plus puissantes et produisent des substances qui peuvent guérir les dommages. Mais si l’infection est trop forte, ces signaux d’alerte sont surproduits et les substances qu’elles libèrent pour tuer ces agents infectieux peuvent également vous tuer. C’est ce qui se passe dans le cas de la COVID-19 ».

La PI3K gamma favorise le déplacement des cellules myéloïdes vers les tissus cancéreux, comme l'ont démontré les travaux de l'équipe sur le cancer il y a douze ans. Dans les travaux actuels, ils montrent que la PI3K gamma aide également à déplacer les cellules myéloïdes vers les tissus infectés par le SARS-CoV-2. Cela les a amenés à penser qu'un médicament contre le cancer qui inhibe la PI3K gamma, appelé eganelisib, pourrait être efficace pour supprimer l'inflammation dans la COVID-19 en supprimant la capacité de la PI3K gamma à déplacer les cellules myéloïdes vers les tissus infectés.

En utilisant une combinaison de séquençage d'ARN en vrac et de bioinformatique, les scientifiques ont analysé des tissus humains et murins pour voir comment le SARS-CoV-2 modifiait la composition cellulaire et moléculaire des tissus infectés. Ils ont ensuite traité les tissus avec de l'éganelisib pour voir si la suppression de PI3K gamma faisait une différence. « Nous avons séquencé les tissus pulmonaires de patients atteints de COVID-19 et avons montré que lorsque les patients ont la COVID-19, une grande partie de leurs cellules pulmonaires sont tuées et il y a une énorme augmentation des cellules myéloïdes. Nous avons également constaté la même chose chez les souris infectées », a déclaré Varner. « Lorsque nous avons traité avec le médicament, nous avons montré que l'éganelisib empêche l'entrée des cellules myéloïdes dans les tissus afin qu'elles ne puissent pas faire tous ces dégâts. D'autres études détermineront s'il peut réellement inverser les dommages. » L'équipe a également obtenu les mêmes résultats chez des souris infectées par le SARM.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

UCSD

Des chercheurs américains de l'Université de Boston ont développé un nouvel outil d'IA capable de prédire d’une manière assez fiable si une démence légère va évoluer vers la maladie d'Alzheimer. Pour déterminer si une personne est atteinte de la maladie d'Alzheimer, il faut aujourd’hui procéder à toute une batterie d'évaluations : entretiens médicaux, imagerie cérébrale, analyses de sang et check up du liquide céphalorachidien. Afin d’alléger le processus et de mettre en place des soins plus tôt, des chercheurs de l'université de Boston viennent de créer une nouvelle forme d’intelligence artificielle.

Concrètement, leur modèle peut prédire avec un taux de précision de 78,5 % si une personne souffrant de troubles cognitifs légers est susceptible de rester stable au cours des six prochaines années ou de basculer dans la maladie d'Alzheimer. « Si l'on peut prédire ce qui va se passer, on a plus de possibilités et de temps pour intervenir avec des médicaments, ce qui peut permettre de stabiliser la maladie et d’empêcher la transition vers des formes plus sévères de démence », indique dans son compte-rendu Ioannis Paschalidis, professeur du BU College of Engineering. « Nous espérons en ce sens que de plus en plus de traitements contre la maladie d'Alzheimer seront bientôt disponibles », ajoute-t-il.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

AJ

Manger de manière saine à 40 ans augmente sensiblement les chances de rester en bonne santé après 7 ans, selon une vaste étude réalisée par la prestigieuse Harvard T.H. Chan School of Public Health, aux Etats-Unis, qui a analysé les données de plus de 100.000 personnes depuis 1986. Les participants, âgés d'au moins 39 ans et exempts de maladies chroniques au début de l'étude, ont fourni des informations sur leur régime alimentaire par le biais de questionnaires tous les quatre ans. En 2016, près de la moitié des participants à l'étude étaient décédés et seulement 9,2 % ont vécu jusqu'à l'âge de 70 ans ou plus sans maladie chronique et avec une bonne santé physique, cognitive et mentale.

Les scientifiques ont ainsi pu comparer les taux de vieillissement en bonne santé des participants en fonction de leur observance de chacun des huit régimes alimentaires sains définis par la science – les quintiles les plus élevés étant ceux qui respectent scrupuleusement le régime. D’autres facteurs tels que l’activité physique ou les fonctions cognitives étaient également pris en compte.

« Les personnes qui avaient adopté une alimentation saine à partir de la quarantaine étaient 43 à 84 % plus susceptibles de bien fonctionner physiquement et mentalement à l'âge de 70 ans que celles qui ne l'avaient pas fait », peut-on lire dans un communiqué. La corrélation la plus forte a été observée avec l’Alternative Healthy Eating Index (AHEI), un régime drastique qui privilégie les fruits et légumes, les céréales complètes, le poisson, les protéines végétales et les graisses insaturées comme l'huile d'olive : le quintile supérieur des participants ayant suivi ce type d’alimentation était 84 % plus susceptible de vieillir en bonne santé que ceux du quintile inférieur.

De fortes corrélations ont également été constatées pour le régime axé sur le contrôle glycémique pour traiter l’hyper-insulinémie (associé à une probabilité supérieure de 78 % de vieillissement sain), pour le "régime santé planétaire" (68 %), le régime méditerranéen (67 %), le régime DASH contre l’hypertension (66 %), le régime méditerranéen d'intervention pour le retard neurodégénératif (MIND, 59 %), un régime anti-inflammatoire (58 %) ou encore, plus modestement, un régime à base de plantes (43 %).

Pour résumer, une consommation élevée de fruits et légumes, de céréales complètes, de graisses insaturées, d’oléagineux, de légumineuses et de produits laitiers faibles en gras était associée à de plus grandes chances de vieillissement sain, tandis que des apports plus élevés en acides gras trans, en sodium, en viandes rouges et transformées étaient associés à des probabilités plus faibles. « Alors que de nombreuses études antérieures ont montré qu'une alimentation saine peut aider à conjurer les maladies chroniques, comme les maladies cardiovasculaires, cette nouvelle recherche est unique car elle met l'accent sur le vieillissement en bonne santé, défini non seulement comme l'absence de maladie, mais aussi comme la capacité à vivre de manière autonome et à conserver une bonne qualité de vie à mesure que l’on vieillit ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EurekAlert

Bien que de nombreuses études aient montré que divers animaux, notamment les abeilles, les lions, les grenouilles et les fourmis, possèdent un sens numérique inhérent, aucune n’avait suffisamment prouvé que ces animaux partagent la capacité des humains à compter à haute voix. Par exemple, les mésanges à tête noire (Poecile atricapillus) ajoutent davantage de trilles à la fin de leurs cris d’alarme pour signaler des menaces plus importantes. Cependant, ces augmentations pourraient être dues à un stress accru plutôt qu’à une réelle capacité de comptage. Pour obtenir des preuves plus solides du comptage vocal chez les animaux, les chercheurs de l'Université de Tübingen (Allemagne) se sont tournés vers les corneilles noires (Corvus corone), connues pour leurs capacités vocales remarquables et leur compréhension de concepts mathématiques complexes tels que zéro.

Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont présenté à trois corneilles des stimuli visuels et auditifs ordonnés de manière aléatoire. Ici, les stimuli visuels étaient des nombres arabes et les signaux auditifs étaient les sons de différents instruments. Par essais et erreurs, les corneilles ont appris que chaque signal correspondait à un nombre défini de croassements compris entre un et quatre. Après avoir produit le nombre requis de croassements (par exemple croasser quatre fois pour un signal associé à quatre), les oiseaux devaient picorer l’écran affichant le signal pour indiquer qu’ils avaient terminé. Si elles donnaient le bon nombre de croassements, elles étaient récompensées par une friandise.

Une fois entraînées, les corneilles ont produit des réponses précises en croassant le nombre correct de fois en réponse aux stimuli avec une précision supérieure au hasard. Même lorsque des erreurs survenaient, elles concernaient généralement des nombres relativement proches (comme trois et quatre) plutôt que des nombres éloignés (comme un et quatre). Les chercheurs affirment que les capacités de comptage des corneilles sont similaires à celles des très jeunes enfants qui comptent souvent en se basant sur des vocalisations de nombres plutôt que sur l’utilisation des nombres eux-mêmes. Plus précisément, « cette compétence chez les corneilles reflète également les compétences d’énumération des tout-petits avant qu’ils n’apprennent à comprendre les mots des nombres cardinaux et peut donc constituer un précurseur évolutif du véritable comptage où les nombres font partie d’un système de symboles combinatoires », notent les auteurs.

Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives sur la compréhension des capacités cognitives des animaux et sur l’évolution des compétences numériques. Elle suggère que la capacité à compter vocalement pourrait être plus répandue dans le règne animal que ce que l’on pensait auparavant et pourrait constituer un précurseur du développement des systèmes numériques symboliques chez les humains.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science

Pourra-t-on bientôt demander au pharmacien de nous préparer des médicaments sur mesure ? Peut-être, grâce aux progrès de la fabrication additive. Cette technique a le double avantage de proposer de multiples libertés de design associées à un contrôle du dépôt de matériau au niveau du voxel individuel. Le terme voxel est issu de la contraction de "volume" et de "pixel", ce dernier étant lui-même tiré de la contraction de "picture" et de "element". En bref, le voxel est à la 3D ce que le pixel est à la 2D. L’impression 3D par dépôt offre une précision jusque dix fois supérieure à celle par extrusion – de 10 à 80 μm contre 100 à 800 μm – pour des matériaux multiples. Autrement dit, ce type d’impression ouvre la porte à l’intégration au sein de comprimé s de doses médicamenteuses optimales avec des taux de libération sur mesure. Le tout usinable en grands volumes de production. Reste "simplement" à trouver la bonne recette… que des chercheurs anglais pourraient bien avoir trouvée !

Geoffrey Rivers, professeur assistant à l’université de Nottingham (Angleterre), est le premier auteur d’un article paru courant mai 2024 dans le journal Materials Today Advances. Aidé de ses collègues du Centre de fabrication additive et de l’École de pharmacie de l’université, le professeur a démontré la faisabilité de la co-impression au sein d’une même enveloppe de deux matériaux différents – l’un hydrosoluble, et l’autre non. Pour en arriver là, les scientifiques ont d’abord recherché des polymères hydrosolubles biocompatibles pouvant servir d’excipients, c’est-à-dire de substances capables d’incorporer les principes actifs du médicament. Ils se sont alors tournés vers le poly-ACMO (poly-4-acryloylmorpholine), à la fois hydrosoluble et photodurcissable, qu’ils ont coupl é à de l’aspirine pour jouer le rôle de monomère insoluble. Une fois l’impression réalisée, la pilule-test a été durcie sous une lumière ultraviolette pour donner un comprimé de 5 millimètres de diamètre pour 1 millimètre de hauteur.

En poursuivant sur leur lancée, Geoffrey Rivers et ses collègues de Nottingham ont décidé de varier les morphologies de leurs comprimés dans le but de contrôler la libération du médicament chez le patient. En effet, le taux de libération des agents thérapeutiques est déterminé par la surface de l’objet. Le disque, la couronne, ou encore la couronne insoluble pourvue d’un cœur hydrosoluble comptent parmi les formes testées par l’équipe scientifique. Les chercheurs sont ainsi parvenus à étendre leur gamme de taux de libération avec des courbes de dissolution lentes (0,98 +/- 0,04 mg/min), rapides (4,07 +/- 0,25 mg/min) et même multi-étapes (2,17 +/- 0,04 mg/min, puis 0,70 +/- 0,13 mg/min). Ces résultats laissent présager de la viabilité de futurs dosages solides personnalisés à l’aide de te ls « polycomprimés », que ce soit dans le cadre de la santé humaine comme de la médecine vétérinaire.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science Direct