RTFlash

En 2010, le monde produisait deux zettaoctets de données numériques, soit l'équivalent de deux milliards de téraoctets. En 2020, il en produisait 47 zettaoctet et, selon Statista, le volume mondial de données devrait dépasser les 2 000 zettaoctets en 2035. Les data centers qui hébergent cette quantité phénoménale de  données consomment plus de 200 TWh par an, soit 40 % de la consommation électrique totale de la France. Face à ce défi que représente l'explosion des données à conserver, une équipe de chercheurs de l'Université de Harvard a inventé un système révolutionnaire pour stocker des données numériques (texte, images, vidéos...) grâce à des molécules stockées dans de l'encre de couleur qui est ensuite imprimée sous forme de motif.

Le système utilise un mélange de sept colorants fluorescents disponibles dans le commerce. Chaque nombre, lettre et pixel des données que l'on veut stocker est codé sous forme binaire avec des 1 et des 0, selon qu'un colorant particulier est absent ou présent. À l'écriture, les molécules de colorant sont projetées par une imprimante jet d'encre sur une surface époxy contenant certains groupes amines réactifs. Une fois déposées à la surface, les molécules forment des liaisons stables, ce qui verrouille l'information en place. Pour « lire » les données, on utilise un microscope fluorescent qui détecte la présence ou l'absence de molécules de colorant, et peut donc décrypter le message binaire (les 0 et 1). Les chercheurs ont ainsi pu stocker 1.407.542 octets d'informations sur un substrat époxy de 7,2 x 7,2 millimètres avec une précision de 99,6 % et une vitesse de 469 bits par seconde. Mieux encore, ils ont pu lire les données fluorescentes 1.000 fois sans pertes significatives.

« Cette méthode donne accès à un stockage de données à faible coût », se réjouit Amit Nagarkar, auteur principal de l'article publié dans ACS Central Science. « Elle ne requiert que des technologies commerciales existantes - l'impression à jet d'encre et la microscopie à fluorescence ». Ce stockage par colorant pourrait être particulièrement utile pour les informations sensibles (puisqu'il est inviolable), comme les dossiers financiers et juridiques, ou lorsque le stockage à long terme est crucial, comme pour les données satellitaires. De plus, la technique ne nécessite aucune énergie une fois les données enregistrées, et n'est pas sensible à l'eau comme une bande magnétique par exemple.

En 2016, des chercheurs du CNRS avaient déjà réussi à stocker des données dans des polymères artificiels, représentant des 0 et des 1. Mais le processus est beaucoup plus laborieux, car il faut synthétiser les monomères et l'impression est très lente. En 2019, une autre équipe de l'Université de Harvard était parvenue à stocker des données numériques sur des petites molécules organiques (un ensemble de 12 oligopeptides). Cette dernière se fondait sur la masse de chaque molécule pour coder et décoder l'information. La nouvelle méthode à base de colorants est plus rapide à mettre en œuvre en lecture que toute autre méthode, fait valoir l'équipe d'Amit Nagarkar.

« Les méthodes de stockage de données alternatives comme celle à base de colorants vont donc prendre de plus en plus d'importance au cours du XXIe siècle », conclut Amit Nagarkar.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Harvard

Le stockage et l'archivage des données numériques sont des enjeux stratégiques critiques pour l’économie, la pérennité et la sécurité de nos sociétés. Cependant, ils se heurtent aujourd’hui à la concomitance de trois facteurs de limitation majeurs : la faible durée de vie des supports de stockage ; la quantité d’énergie gigantesque requise pour ce stockage, induisant un coût économique et un impact environnement considérables ; l’expansion vertigineuse des données qui entraîne une demande de stockage largement supérieure à nos capacités.

En particulier, les supports actuels de stockage ne sont plus suffisants pour archiver nos données : depuis 2010, la demande est supérieure à l’offre de stockage. A terme, les systèmes classiques de stockage ne sont pas soutenables. Ainsi, la transformation numérique de nos sociétés (intelligence artificielle, Big Data, objets connectés, voitures autonomes, informatique quantique...) nécessitera une évolution technologique majeure de nos systèmes de stockage de données.

Afin de lever ces limitations et de développer des systèmes de stockage de données plus performants, l’équipe de Stéphane Lemaire, directeur de recherche CNRS au Laboratoire de biologie computationnelle et quantitative (CNRS/Sorbonne Université) et Pierre Crozet, maître de conférences à Sorbonne Université, a cherché à tirer profit du potentiel offert par le vivant. Utilisant la biologie, ils ont exploité une forme de stockage de données qui n’a pas été inventée par l’Homme, mais qui se perfectionne depuis près de 4 milliards d’années : l’ADN, le support de l’information génétique.

Le stockage d’information numérique sur ADN est une technologie émergente pour laquelle toutes les approches publiées sont uniquement basées sur des méthodes chimiques, physiques, mathématiques et informatiques. En effet, la piste biologique n’avait pas encore été explorée. Des technologies très précises de manipulation de l’ADN existent dans le vivant (lecture, copie, édition, correction d’erreurs, accès direct, amplification du signal, etc.) et peuvent être domestiquées et adaptées via des approches de biologie synthétique pour lever les limitations actuelles du stockage sur ADN. C’est cette stratégie qui a permis à l’équipe de développer le DNA Drive, une nouvelle technologie de stockage sur ADN bio-inspirée.

Le stockage des données peu souvent consultées constitue une solution d'avenir pour trois raisons. D'abord la stabilité de l’ADN se compte en dizaines, voire en centaines de milliers d’années, ce qui est incomparable avec celle des supports de stockage actuels. Un génome complet a par exemple été obtenu à partir d’une défense de mammouth âgée de plus d’un million d’années. Ensuite, ce stockage est non énergivore : l’ADN est stable à température ambiante sans aucun apport d’énergie s’il est conservé dans des conditions adéquates (sans eau, ni air, ni lumière). Enfin, ce stockage est extrêmement compact : avec une densité maximale de 450 millions de Teraoctets par gramme d’ADN (0,45 Zettaoctets/g), l’intégralité des données mondiales pourrait tenir dans 100 g d’ADN, soit le volume d’une tablette de chocolat.

Le DNA Drive présente l’avantage d’être compatible avec tout type d'information numérique et permet d'encoder tout type de systèmes de fichiers avec des tables d'allocations, des répertoires, des métadonnées, etc. De plus, il offre un accès direct (random access) aux données car les secteurs ADN sont bordés de blocs d'index, permettant de relire spécifiquement chaque secteur sans avoir besoin de relire l'intégralité des données. L’ensemble de ces propriétés permet de définir un nouveau standard pour le stockage d'information numérique sur ADN.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CNRS

Miniaturiser les circuits électroniques implique également de réduire la taille des systèmes de refroidissement ou de ventilation, ce qui complique le maintien des composants sensibles à l’écart de ceux dont la température de fonctionnement s’avère élevée. Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature, des chercheurs de l’Université de Chicago ont trouvé un moyen de produire des matériaux particulièrement bien adaptés à cette tâche. À la fois isolants et conducteurs, ceux-ci empêchent la chaleur de se déplacer dans une direction tout en lui permettant de circuler librement dans une autre.

« L’un des plus grands défis de l’électronique est de contrôler la chaleur à cette échelle, car certains composants se révèlent très instables à haute température », explique Shi En Kim, premier auteur de l’étude. « Avec un matériau à la fois capable de conduire la chaleur et de l’isoler dans différentes directions, nous pouvons la siphonner de sources telles que les batteries, tout en évitant les parties les plus fragiles du dispositif ».

La clé réside dans une fine pellicule de disulfure de molybdène. L’équipe a constaté qu’en empilant plusieurs feuilles de ce matériau (considéré comme un excellent conducteur de chaleur) puis en les tordant légèrement, la chaleur était totalement incapable de passer verticalement d’une couche à l’autre, mais pouvait toujours se déplacer horizontalement à travers la feuille elle-même.

En pratique, cette technique pourrait être utilisée pour fabriquer des boucliers thermiques capables de bloquer la chaleur et de la transporter. Ce qui permettrait d’éviter que des éléments tels que les batteries ne chauffent des composants électroniques sensibles situés à proximité et que la chaleur que ces derniers dégagent ne les endommage. Une telle approche ouvre également la voie à des générateurs thermoélectriques (dispositifs possédant un côté chaud et un côté froid et produisant un courant électrique à partir de cette différence de température) beaucoup plus efficaces.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

Comment simplifier les procédés de traitement d'effluents contaminés qui comptent de nombreuses étapes de concentration et de conditionnement ? Des travaux de recherche fondamentale sur l'irradiation de la silice mésoporeuse pourraient bien inspirer une nouvelle stratégie en la matière. Ce matériau a une composition chimique analogue à celle des matrices de stockage des déchets nucléaires de haute activité (verre) et sa très grande surface spécifique permet d'« absorber » les radionucléides. Mais pourrait-il les piéger ?

Pour le savoir, les chercheurs de l'ICSM et du CIMAP (Iramis) ont irradié des pastilles de silice – fabriquées par compression de grains de silice mésoporeuse – par des électrons de 30 keV, représentatifs de la radioactivité bêta. Ils observent l'effondrement de la porosité de la silice, caractérisée par la densification des grains et la fermeture des pores à l'échelle nanométrique.

Les résultats publiés sur les pastilles ont été confirmés plus récemment par une observation in-situ sur des couches fines de silice mésoporeuse. En 2022, une expérience mettant en œuvre du plutonium 238 doit être réalisée à l'Institut européen de recherche (Joint Research Centre) sur les éléments transuraniens (Allemagne) pour vérifier la validité du concept pour une irradiation alpha interne (par désintégration du plutonium 238). La fermeture des nanopores devrait être plus rapide et plus complète que par irradiation externe par des électrons.

Ce procédé compact pourrait être adapté à tous types d'effluents liquides, aqueux ou organiques, contenant des radionucléides émetteurs alpha, bêta, gamma. Il pourrait être particulièrement intéressant pour le traitement en colonne des effluents produits dans les installations nucléaires ou sur des sites de démantèlement.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CEA

Des étudiants en design et en physique de l'Université d'Aalto, située en Finlande, pourraient bien avoir trouvé la solution qui permettrait de faciliter votre quotidien : une veste équipée de panneaux solaires. Si l'idée vous semble familière, c'est sûrement car Tommy Hilfiger avait déjà présenté un concept similaire, et ce dès 2014. Baptisé Sun-Powered Textiles, le projet des étudiants parvient cependant à surpasser celui de la marque de prêt-à-porter américaine, en rendant les panneaux photovoltaïques complètement invisibles. Envolée, la peur du fashion faux pas.

Les étudiants finlandais n'ont pas réussi à reproduire la célèbre cape d'invisibilité de Harry Potter, mais ont simplement décidé de placer le dispositif sous le tissu de la veste, en optimisant la fabrication afin de laisser passer un maximum de lumière. Ils précisent par ailleurs que cette technique fonctionne avec du coton, du lin, du polyester ou tout autre type de textile, et que les composants électroniques ne seront pas détériorés après un passage dans une machine à laver.

L'université assure également qu'un éclairage artificiel peut suffire, mais sans fournir d'indication sur la puissance de ces panneaux solaires. Difficile donc de savoir de toute façon combien de temps il faudrait à cette veste pour recharger des accessoires connectés. Enthousiastes face aux perspectives offertes par les Sun-Powered Textiles, les étudiants réfléchiraient déjà à adapter ce système à des rideaux, et même à des écrans.

Cette innovation pourrait en tout cas bénéficier de l'essor du marché des accessoires de technologie portatifs (wearables). Selon le cabinet Gartner, les ventes du secteur ont augmenté de 70 % en 2020 pour atteindre un chiffre d’affaires de 69 milliards de dollars (environ 59 milliards d'euros), et devraient dépasser les 80 milliards de dollars en 2021.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Dezeen

C'est une avancée majeure dans la conquête spatiale, la jeune société française Thrustme vient de publier dans Nature les résultats de ses essais concluants pour son moteur spatial fonctionnant à l’iode. Pendant plus de six mois dans l’Espace, le moteur lancé en novembre 2020 a permis de modifier à plusieurs reprises l’orbite d’un petit satellite de type cubesat – un cube de 10 centimètres de côté et d’environ 1 kilo. Ce dernier a offert de meilleurs résultats que le xénon, traditionnellement utilisé par ces dispositifs, soulignant son utilité potentielle pour les futures missions spatiales.

Les engins spatiaux utilisent des systèmes de propulsion au propergol pour se déplacer dans l’Espace, qui les aident notamment à changer d’orbite ou à éviter les collisions. Ces résultats montrent que l’iode est non seulement une alternative viable au propergol conventionnel xénon mais qu’il ouvre la voie à une miniaturisation sans précédent des systèmes de propulsion spatiaux.

Actuellement, le xénon est le principal agent propulsif utilisé dans les systèmes de propulsion électrique, mais s’avère rare et coûteux à produire. En tant que gaz, celui-ci doit également être stocké à très haute pression, ce qui nécessite un équipement avancé. Possédant une masse atomique similaire à celle du xénon, l’iode se révèle plus abondant et beaucoup moins cher.

Explorée depuis une vingtaine d’années – notamment par les chercheurs de l'école polytechnique et du CNRS, Ane Aanesland et Dmytro Rafalskyi, qui ont fondé Thrustme en 2017 – l’alternative de l’iode présente plusieurs avantages. « L’iode est stocké sous forme solide, contrairement au xénon qui est embarqué sous haute pression, ce qui présente des risques pour les satellites », rappelle Dmytro Rafalskyi. Autres avantages : un coût réduit, de meilleures performances et une densité plus importante. Ainsi, l’iode solide affiche des performances 50 % supérieures à celles du xénon et présente une densité de stockage trois fois plus importante.

Ce système de propulsion commence par chauffer un bloc solide d’iode, le transformant en gaz. Ce dernier est bombardé d’électrons à grande vitesse, ce qui le transforme en un plasma d’ions d’iode et d’électrons libres. Le matériel chargé négativement accélère alors les ions d’iode chargés positivement du plasma vers l’échappement du système et propulse l’engin spatial en avant.

L’équipe a testé ce système de propulsion dans l’Espace sur un petit satellite CubeSat de 20 kilos. Celui-ci a été lancé à bord d’une fusée le 6 novembre 2020 et placé en orbite à une altitude de 480 kilomètres. L’équipe a fait fonctionner le système avec succès à 11 reprises, dans une série de petites manœuvres s’étant achevée le 28 février 2021. Le moteur à iode s’est révélé légèrement plus performant (il présentait une efficacité énergétique globale plus élevée) que les systèmes au xénon, démontrant sa viabilité en tant qu’agent propulseur.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Thrusme

Pour atteindre les objectifs ambitieux de réduction de moitié de nos émissions de CO2 d'ici 2050, sortir des énergies fossiles ne suffira pas. Il faudra également extraire le dioxyde de carbone de l'atmosphère pour espérer atteindre les objectifs climatiques fixés par les Accords de Paris en 2015. Ces émissions « négatives » soulèvent un incroyable défi. Comment développer, dans les délais impartis et à l'échelle de la planète, des technologies robustes, peu onéreuses et acceptables par tous ?

Les technologies d'émissions négatives (NET) naturelles les plus emblématiques consistent à renforcer les puits de carbone des écosystèmes terrestres, comme la plantation d'arbres, et à produire de la bioénergie avec capture et stockage de CO2. La NET, objet de cette étude, consiste à amender les sols avec des minéraux qui absorbent du CO2, c'est-à-dire à accélérer le cycle géologique du carbone. Le basalte est une roche abondante qui, sous forme de poudre, réagit avec le dioxyde de carbone de l'atmosphère et l'élimine selon deux voies. D'une part, le CO2 forme de l'acide carbonique qui dissout le basalte et forme des ions bicarbonates (HCO3-) qui sont ensuite transportés par les rivières et stockés dans les océans. D'autre part, le basalte libère en se dissolvant des nutriments comme le phosphore, qui fertilisent les sols et facilitent la croissance des plantes, la production de biomasse, et in fine, le stockage du carbone dans de nombreux écosystèmes.

En s'appuyant sur des simulations numériques, une équipe internationale menée par le LSCE a quantifié pour la première fois la masse de carbone potentiellement stockable par l'amendement des sols à grande échelle avec de la poudre de basalte riche en phosphore. À la différence des études précédentes de ce type portant sur l'amendement de terres agricoles, les chercheurs ont modélisé un scénario de plus grande envergure, avec un épandage global sur tous types de terrains.

Ils montrent que près d'une gigatonne de CO2 (109 t) par an pourrait être éliminée de l'atmosphère à un coût modéré (150 $ par tonne de CO2). Cette simulation d'un scénario idéal permet d'estimer le potentiel biophysique et le temps caractéristique de cette NET. Elle révèle que l'effet est maximal dans les régions où les sols sont appauvris.

Selon les chercheurs, l'amendement des sols par le basalte a été sous-estimé jusqu'à présent et cette option devrait être étudiée sérieusement dans le cadre de l'atténuation du changement climatique par la gestion des terres. Pour parvenir à l'objectif visé, il faudrait extraire du basalte à grande échelle et déployer des systèmes d'épandage aéroportés à faible empreinte carbone comme des drones ou des dirigeables, dans des zones reculées.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CEA

Des scientifiques australiens de l'Université de Melbourne ont montré qu'une augmentation de la consommation de produits laitiers dans l’alimentation des seniors permet d’éviter les chutes accidentelles et les fractures. Les produits laitiers, comme le fromage ou les yaourts, sont riches en calcium et en protéines, ce qui contribue à renforcer la densité osseuse. « De nombreuses personnes âgées vivant dans des maisons de retraite ont tendance à avoir une alimentation douteuse, ce qui entraîne invariablement une fragilisation des os et un risque accru de chutes », affirment les auteurs de l’étude. « La plupart des estimations montrent qu'environ 30 % de toutes les fractures de la hanche surviennent chez les résidents des maisons de soins infirmiers ».

Les chercheurs ont tenté de déterminer si l'atteinte régulière des quantités quotidiennes recommandées de calcium (1 300 mg) et de protéines (1 g/kg de poids corporel) à partir d'aliments entraîne effectivement une baisse tangible des chutes et des fractures qui en résultent. Pour cela, ils ont observé 7 195 résidents de 60 établissements australiens pendant deux ans. Les participants étaient généralement en bonne santé en ce qui concerne les niveaux d’apport en vitamine D, mais à peu près tout le monde mangeait bien en dessous des niveaux recommandés de calcium et de protéines chaque jour. Pendant la durée de l’étude, la moitié des maisons de soins ont commencé à donner aux résidents beaucoup plus de fromage, de lait et de yaourt, tandis que l'autre moitié s'en tenait à leurs menus habituels.

À la fin de la période de suivi, un total de 324 fractures – dont 135 fractures de la hanche –, 4 302 chutes et 1 974 décès ont été recensés. Les résultats montrent que dans les maisons de soins qui ont fourni plus de produits laitiers, les membres ont eu une réduction de 33 % du risque de fractures de toutes sortes. Plus précisément, plus de produits laitiers disponibles a conduit à une baisse de 46 % du risque de fracture de la hanche. Les chercheurs ont également relevé un risque global de chute inférieur de 11 %.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

BMJ

Des chercheurs japonais ont montré qu’il était possible de fortement ralentir cette progression, dans un modèle murin de la maladie d’Alzheimer, en faisant suivre aux animaux un régime riche en acides aminés essentiels. Au préalable, les chercheurs ont pu démontrer qu’un régime pauvre en acides aminés accélérait la dégénérescence cérébrale dans des modèles de souris de la maladie d’Alzheimer. Ces scientifiques ont expérimenté un traitement visant à administrer un supplément alimentaire en acides aminés, connu sous le nom d’Amino LP7, pour augmenter significativement les niveaux de sept acides aminés spécifiques essentiels à l’organisme.

La démence touche principalement les personnes âgées, avec environ 225 000 nouveaux cas annuels rien qu’en France (et 10 millions au niveau mondial). Malheureusement, les principales formes sont incurables, menant à une démence progressive puis à la mort dans le cas d’Alzheimer (la plus fréquente). Les traitements disponibles, censés ralentir la progression de la maladie, sont peu efficaces.

Dans cette nouvelle étude, des chercheurs du National Institutes for Quantum Science and Technology (Japon), ont découvert qu’Amino LP7, un supplément contenant sept acides aminés spécifiques (à savoir le tryptophane, la lysine, la phénylalanine, la valine, la leucine, l’isoleucine et l’histidine), peut ralentir la dégénérescence cérébrale et le développement de la démence dus à Alzheimer chez la souris. Ils ont également montré au préalable qu’un régime pauvre en protéines peut accélérer cette dégénérescence. Les détails de l’étude ont été publiés dans la revue Science Advances.

« Nos résultats soulignent l’importance d’acides aminés spécifiques comme médiateurs systémiques de l’homéostasie cérébrale contre les processus neurodégénératifs », écrivent les chercheurs dans leur document. « Chez les personnes âgées, les régimes pauvres en protéines sont liés à un mauvais maintien des fonctions cérébrales. Les acides aminés sont les éléments constitutifs des protéines. Nous avons donc voulu comprendre si une supplémentation en acides aminés essentiels peut protéger le cerveau des personnes âgées contre la démence, et si oui, quels mécanismes contribueraient à cet effet protecteur », explique le Docteur Makoto Higuchi des National Institutes for Quantum Sciences and Technology, l’un des auteurs principaux de l’étude.

Pour commencer, Higuchi et son équipe ont étudié comment un régime pauvre en protéines affecte le cerveau chez des souris modèles de la maladie d’Alzheimer. Nous savons par le biais d’études précédentes que lorsque la maladie arrive à un certain stade, l’on constate une neurodégénérescence et la présence conjointe d’agrégats de protéines β-amyloïdes et « tau ».

Une fois la maladie induite et s’étant développée suffisamment, les chercheurs ont soumis certaines souris à un régime pauvre en protéines. Ils ont alors constaté que ces dernières présentaient non seulement une dégénérescence cérébrale accélérée, mais aussi des signes de mauvaise connectivité neuronale. C’est alors qu’ils ont tenté d’inverser ces effets avec une supplémentation en Amino LP7. Et ce fut un succès : la combinaison des sept acides aminés testés semble inhiber les lésions cérébrales, concluent-ils. Ces travaux s’inscrivent dans le prolongement d’études antérieures, qui ont démontré l’efficacité d’Amino LP7 pour améliorer les fonctions cognitives dans divers modèles de pathologies neurologiques.

Les chercheurs ont ensuite constaté que les souris non traitées présentaient des niveaux élevés de dégénérescence progressive du cerveau, mais le traitement par Amino LP7 a empêché la mort neuronale prématurée et a donc réduit la dégénérescence, même si les agrégats de protéines tau étaient toujours présents. Amino LP7 semblait donc affecter différents marqueurs de dégénérescence cérébrale dans leur modèle de maladie d’Alzheimer induit chez la souris. « Les plaques de Tau dans le cerveau sont caractéristiques de la maladie d’Alzheimer et la plupart des traitements les ciblent. Cependant, nous avons montré qu’il est possible de surmonter ce dépôt de Tau et de prévenir l’atrophie cérébrale via une supplémentation en Amino LP7 », déclare le Docteur Akihiko Kitamura, qui a également dirigé cette étude.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

QST

Des chercheurs de l’Université de Californie et du San Francisco/Gladstone Institute of Neurological Disease, en travaillant sur les processus moléculaires en cause dans les lésions cérébrales traumatiques à long terme, ont découvert le rôle clé d’une molécule médiateur du système du complément, C1q, dans les processus de neuroinflammation et de neurodégénérescence secondaires et chroniques.

La molécule découverte, C1q apparaît responsable de l'inflammation chronique et de la perte neuronale secondaire spécifiquement dans le circuit cortico-thalamo-cortical. Ainsi, après une lésion cérébrale traumatique légère (TCC), cette molécule appelée facteur du complément C1q semble jouer un rôle dans les effets secondaires des lésions cérébrales, tels que les troubles du sommeil, l’épilepsie et plus largement l'inflammation.

De précédentes études avaient déjà suggéré que le système du complément pouvait intervenir dans ces incapacités post-trauma en favorisant une inflammation et une neurotoxicité accrues à proximité des sites de la lésion cérébrale. L'étude menée chez la souris modèle de trouble traumatique cérébral léger, révèle le rôle d’un composant spécifique du complément 1q (C1q) : une expression accrue de C1q entraîne une inflammation chronique et d'une perte neuronale, en particulier dans le circuit cortico-thalamo-cortical (CTC). Cette perte de neurones induit à son tour une perturbation du sommeil et le développement de crises d’épilepsie. Cependant, le blocage de l'expression de C1q permet de bloquer ces effets ce qui confirme le rôle d’interrupteur de la molécule dans le développement de lésions post-traumatisme cérébral.

Ainsi, l’équipe californienne suggère aussi que les manipulations génétiques ou induites par des médicaments, de cette voie moléculaire C1q permettrait de réduire les effets de traumatismes crâniens légers voire sévères. Ces travaux, en identifiant cette nouvelle cible C1q, apportent donc l’espoir de nouveaux traitements permettant de prévenir les effets à long terme des traumatismes crâniens, l'une des principales causes d'invalidité chez les enfants et les adultes. Rappelons que les traumatismes crâniens touchent plus de 70 millions de personnes chaque année et sont une cause majeure d'invalidité. La plupart de leurs effets secondaires se développent des mois ou des années après l'impact initial.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science

Des chercheurs allemands de l'Institut de recherche sur les maladies neurodégénératives de Bonn ont mis en évidence le rôle néfaste de certains virus dans le déclenchement des maladies neurodégénératives. « Le cerveau des patients atteints de maladies neurodégénératives contient parfois certains virus », explique Ina Vorberg, autrice de l’étude. « Ils sont suspectés de provoquer une inflammation ou d'avoir un effet toxique, accélérant ainsi la neurodégénérescence ».

Dans cette recherche, les scientifiques se sont intéressés aux effets des virus sur les protéines responsables de ces pathologies. Les agrégats de protéines, qui sont présents dans les maladies à prions telles que la maladie de Creutzfeldt-Jakob, ont la capacité de passer d'une cellule à l'autre, où ils transfèrent leur forme anormale à des protéines du même type. Ainsi, la maladie se propage à travers le cerveau. Les mêmes processus sont impliqués dans la maladie d’Alzheimer et celle de Parkinson. « Les mécanismes précis de transmission sont inconnus », précise Ina Vorberg. « Cependant, les membranes doivent établir un contact et fusionner. Ceci est facilité lorsque des ligands sont présents qui se lient aux récepteurs à la surface cellulaire et provoquent ensuite la fusion des deux membranes ». Les ligands sont des molécules capables de se lier à d’autres molécules.

Pour en savoir plus, l’équipe de recherche a réalisé différentes expériences de culture cellulaire. Ils ont observé le transfert de molécules et la formation des agrégats dans les maladies neurodégénératives. Imitant ce qui se passe à la suite d'une infection virale, les chercheurs ont incité les cellules à produire des protéines virales qui interviennent dans la liaison des cellules et la fusion membranaire. Deux protéines ont été choisies comme exemples principaux : la protéine SARS-CoV-2, et la glycoprotéine du virus de la stomatite vésiculeuse VSV-G, produite par un agent pathogène qui infecte le bétail et d'autres animaux.

Les chercheurs ont constaté que les protéines virales sont présentes dans la membrane cellulaire et dans les vésicules extracellulaires. « Leur présence a augmenté la propagation des agrégats de protéines entre les cellules, à la fois par contact cellulaire direct ou par des vésicules extracellulaires », précisent les auteurs. Les ligands ont facilité la transmission des agrégats de protéine et la création de nouveaux agrégats. « Les ligands agissent comme des clés qui déverrouillent les cellules réceptrices et se faufilent dans la cargaison dangereuse », compare Ina Vorberg.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

Des chercheurs américains du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont eu l'idée de retirer les cellules tumorales de l'organisme, puis de les traiter avec des médicaments de chimiothérapie et enfin les replacer dans la tumeur. Un procédé qui, dans le jargon scientifique, répond au nom "de mort cellulaire immunogène". L'intérêt de cette nouvelle approche repose sur le fait d'administrer en même temps des médicaments qui semblent agir comme un signal de détresse en incitant les cellules tumorales endommagées à réagir. « Lorsque vous créez des cellules dont l'ADN est endommagé mais qui ne sont pas tuées, dans certaines conditions, ces cellules vivantes et blessées peuvent envoyer un signal qui réveille le système immunitaire », explique Michael Yaffe, directeur du MIT Center for Precision Cancer Medicine et membre du Koch Institute for Integrative Cancer Research du MIT, qui a co-dirigé cette étude.

La classe de médicaments utilisée dans ces travaux est celle "des inhibiteurs de points de contrôle" qui peuvent s'avérer efficaces pour combattre les cellules tumorales, mais uniquement dans un cas restreint de cancers spécifiques. Les auteurs de ces travaux ont donc cherché à améliorer l'efficacité de ces traitements en les associant à des chimiothérapies cytotoxiques. Les scientifiques du MIT ont commencé par traiter les cellules cancéreuses avec plusieurs médicaments de chimiothérapie différents, à des doses différentes. D'après les résultats de leur expérience réalisée sur des souris, le traitement était capable d'éliminer complètement les tumeurs chez près de la moitié des rongeurs. Les chercheurs ont toutefois constaté que les cellules tumorales qui stimulaient le système immunitaire n'étaient pas mortes, mais blessées par la chimiothérapie. « Cela décrit un nouveau concept de blessure immunogène des cellules plutôt que de mort immunogène des cellules pour le traitement du cancer », suppute Michael Yaffe.

Les médicaments qui semblent fonctionner le mieux avec cette approche sont ceux qui causent des dommages à l'ADN. Les chercheurs ont en effet découvert que lorsque l'ADN est endommagé dans les cellules tumorales, il active des voies cellulaires qui répondent au stress. Ces voies envoient des signaux de détresse qui incitent les lymphocytes T à passer à l'action et à détruire non seulement les cellules endommagées, mais aussi toutes les cellules tumorales situées à proximité.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science

Les vaisseaux sanguins sont composés de cellules endothéliales. Parmi elles, les cellules endothéliales vasculaires du cerveau qui composent la barrière hémato-encéphalique (BHE). La fonction principale de la BHE est d'isoler le système nerveux central de la circulation sanguine, empêchant ainsi que des substances étrangères ou molécules potentiellement toxiques ne pénètrent dans le cerveau et la moelle épinière, tout en permettant le transfert de nutriments essentiels à leur activité. Participant à cet effort, les cellules endothéliales vasculaires du cerveau jouent donc un rôle primordial dans la bonne irrigation sanguine du cerveau et leur survie est essentielle à son bon fonctionnement.

Dans le cadre d’une collaboration internationale financée par le Conseil Européen de la Recherche3, les auteurs de l’étude se sont intéressés aux cellules endothéliales vasculaires du cerveau et aux conséquences d’une infection par le SARS-CoV-2 sur leur fonctionnement. Grâce à des modèles d’étude précliniques mais également en étudiant le cortex de patients décédés des suites d’une infection au SARS-CoV-2, les chercheurs montrent que l’infection entraînerait la mort des cellules endothéliales du cerveau, ce qui donnerait lieu à l’apparition de « vaisseaux fantômes » dans le cerveau (c’est-à-dire des tubes vides, sans cellules endothéliales). En conséquence, ces cellules essentielles ne pourraient plus assurer leur fonction au niveau de la barrière hémato-encéphalique.

Comment cette mort des cellules endothéliales survient-elle ? Quels sont les mécanismes impliqués ? Grâce à des techniques de pointe, l’équipe a découvert que le SARS-CoV-2 fait fabriquer, à partir de son propre matériel génétique, des ciseaux moléculaires par les cellules endothéliales qu’il infecte. Ces ciseaux vont couper une protéine appelée NEMO, indispensable à la survie des cellules endothéliales qui vont donc mourir.

Selon les scientifiques, la mort des cellules endothéliales vasculaires du cerveau peut entraîner deux conséquences majeures : d'une part, une rupture temporaire de la barrière hémato-encéphalique provoquant des microhémorragies dans des régions où le sang n’est pas censé accéder librement, d'autre part, une hypoperfusion de certaines régions du cerveau (due à la présence de vaisseaux fantômes non fonctionnels), c’est-à-dire une diminution du débit sanguin pouvant entraîner le décès des patients dans les cas les plus graves.

Par ailleurs, les scientifiques s’interrogent sur les conséquences à long-terme de cette phase de vulnérabilité au cours de laquelle le cerveau des patients est moins irrigué. Selon eux, même si cette hypothèse reste encore à vérifier, cette fenêtre de temps pourrait prédisposer certaines personnes ayant contracté la maladie à développer des troubles cognitifs, neurodégénératifs, voire des démences. « Cette prise de conscience de la gravité de l’infection par le SARS-CoV2 et ses conséquences pour le bon fonctionnement de notre cerveau est capitale pour permettre la meilleure prise en charge possible des patients ayant été infectés dans les années à venir », conclut Vincent Prévot, directeur de recherche à l’Inserm.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CNRS

Un immense espoir pour de nombreux malades. Un vaccin inédit contre la récidive du cancer est mis au point actuellement à Toulouse et les premiers résultats s'avèrent très encourageants, une prouesse scientifique et technologique. Le délai de fabrication est très court, chaque vaccin sur-mesure est conçu en seulement trois mois. Les médecins commencent par analyser la tumeur afin d'établir ses caractéristiques génétiques. Une fois ce séquençage effectué, des ordinateurs superpuissants, dotés d'intelligence artificielle, leur permettent de sélectionner une trentaine de mutations.

C'est à partir de là qu'est construite cette immunothérapie personnalisée. Au totale, trois milliards de données sont passées au crible et comparées à l'ADN normal du patient. Pendant ce temps, le malade bénéficie des traitements classiques : chirurgie, chimiothérapie ou radiothérapie selon les cas. Une fois cette phase terminée, on lui injecte ledit vaccin. Son système immunitaire dispose alors d'une sorte d'une reconnaissance faciale, il est éduqué à déclencher une réaction de défense et à détruire les cellules cancéreuses.

Ces premiers résultats précisent que les réponses immunitaires impliquant des cellules T (ou lymphocytes T) ont été évaluées pour chaque mutation, et après 9 semaines de traitement avec TG4050, pour les 4 patients pour lesquels des échantillons évaluables étaient disponibles. Tous les patients évaluables ont développé une réponse cellulaire T robuste contre plusieurs mutations ciblées (néoantigènes) avec une médiane de 10 réponses positives par patient, confirmant la capacité de l’IA à sélectionner avec précision les néoantigènes immunogènes dans les deux indications.

Des réponses cellulaires T ont été observées pour des épitopes de classe I et de classe II. Il s’agissait de réponses de novo dans 64 % des réponses observées (apparition d’une réponse qui était absente au départ) et d’amplifications de réponses préexistantes dans 36 % des réponses au vaccin. De plus, le développement de ces réponses adaptatives était concomitant avec la maturation et l’activation des cellules immunitaires circulantes des patients, ce qui suggère que le vaccin est capable de stimuler efficacement le système immunitaire.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Transgene