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Edition du 08 Juillet 2022
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Edito
Une révolution essentielle : nous entrons dans l’ère des médicaments sur mesure…
Les médicaments sont aussi anciens que la médecine elle-même et on retrouve la trace de remèdes élaborés dans toutes les grandes civilisations de l’Antiquité, notamment l’Egypte, la Mésopotamie et la Chine. En France, il fallut cependant attendre le règne de Louis XVI, en 1777, pour que soit officiellement fondé le Collège de pharmacie. L’histoire des médicaments est jalonnée de découvertes qui ont changé la vie des malades. Citons la découverte de la morphine en 1805 (Séguin, Courtois et Derosne), la première anesthésie générale à l’éther, réalisée en 1846, la découverte de l’aspirine par Felix Hoffmann en 1897, la découverte de la pénicilline en 1928 par le biologiste écossais Alexander Fleming, la découverte de la cortisone en 1933, la découverte du premier neuroleptique, la chlorpromazine, en 1952, la découverte des premiers anticorps monoclonaux en 1979, ou encore la découverte du Gleevec, premier médicament de la famille des inhibiteurs de tyrosine kinase, en 2001.
Face à l’augmentation et au vieillissement de la population mondiale, l’incidence et plus encore la prévalence (nombre total de malades) des pathologies liées à l’âge (cancer, maladies cardiovasculaires, rhumatismes, démences, diabète) a considérablement augmenté depuis 50 ans. Dans le même temps le coût moyen de développement d’un nouveau médicament a doublé tous les 5 ans, passant de 50 millions de dollars en 1975…à 2,5 milliards aujourd’hui. Cette situation se comprend mieux quand on sait que sur 10 000 molécules testées, une seule, après un temps de développement de 12 ans en moyenne, deviendra un médicament autorisé à la commercialisation. Par ailleurs, le durcissement légitime des procédures d’évaluation de l’efficacité thérapeutique et des effets secondaires des nouveaux médicaments a augmenté sensiblement la durée et le coût des essais cliniques, qui représentent 45 % du coût de recherche. Les laboratoires doivent à présent procéder à des essais sur plus de 10 000 volontaires, contre 2000 dans les années 70. Quant aux dépenses de recherche des grands groupes pharmaceutiques, elles ont augmenté de 50 % au cours des cinq dernières années et les six principaux groupes ont dépensé plus de 50 milliards de dollars de recherche en 2020, soit en moyenne 15 % de leur chiffre d’affaires.
Mais depuis le début de cette décennie, l’extraordinaire développement des outils d’intelligence artificielle basés sur l’apprentissage profond, conjugué à la baisse du coût d’utilisation des supercalculateurs, ont ouvert une nouvelle ère, celle de la conception numérique des médicaments. L’ONG Drugs for Neglected Diseases Initiative, qui cherche des médicaments pour des maladies négligées, a noué récemment un accord avec BenevolentAI, une société britannique qui travaille à développer de nouvelles molécules grâce à l’IA. Elle a notamment découvert, durant la pandémie, le rôle-clé contre le Covid-19 d’une molécule, le baricitinib, développée par le laboratoire Eli Lilly pour une autre maladie.
Début 2020, Exscientia, une jeune société écossaise, a mis au point avec le laboratoire pharmaceutique japonais Sumitomo Dainippon une première molécule issue de l’IA, à présent en phase clinique. De son côté, la jeune pousse Iktos, fondée en 2016, utilise un nouvel outil d’IA pour exploiter de manière plus pertinente les données déjà existantes, dans le but d’identifier de nouvelles molécules thérapeutiques. Les chercheurs de cette société travaillent à partir d’une base internationale rassemblant les données de 100 millions de molécules.
Aqemia, issue de l’École normale Supérieure, développe quant à elle une plate-forme de découverte de médicaments grâce à la physique statistique inspirée du quantique. Comme le souligne le fondateur de cette société, Maximilien Levesque, « Nous utilisons une intelligence artificielle que l’on dit générative, ce qui nous permet d’inventer des molécules qui vont se coller sur une cible biologique spécifique responsable d’une maladie. L’intelligence artificielle est nourrie par la physique et nous avons simplement besoin de connaître la nature physique de la molécule et de la cible pour calculer leur affinité ».
On peut également évoquer Qubit Pharmaceuticals, une jeune start-up, issue du CNRS et de la Sorbonne, lancée en 2020, qui s’est spécialisée dans la simulation et la modélisation moléculaire assistée par ordinateur. Installée dans la pépinière d’entreprises de l’hôpital Cochin, cette société s’est fixé un objectif très ambitieux : réduire de moitié le délai de mise au point de nouvelles molécules thérapeutiques et diviser par dix le coût de cette recherche. Un enjeu majeur, quand on sait que le développement d’un médicament prend plus de dix ans et coûte plusieurs milliards de dollars.
Le laboratoire américain Pfizer a ainsi eu recours à un supercalculateur – un ordinateur doté de capacités de calcul et de traitement de données extrêmement puissantes –, pour développer le Paxlovid, son traitement antiviral contre le Covid-19. Sanofi, Roche et Bristol Myers Squibb ont, quant à eux, récemment conclu des partenariats avec des start-up spécialisées sur ce créneau à l’image de Exscientia, BenevolentAI ou encore le français Owkin. Une effervescence dont Qubit Pharmaceuticals espère profiter. Autre exemple remarquable de cette révolution en cours, celui du partenariat entre l’Université de Toronto et la start-up Insilico Medicine qui a permis, grâce à de nouveaux outils d’IA, de développer en seulement un mois et demi, à partir de 30 000 molécules, un nouveau traitement contre la fibrose.
Une autre molécule mise au point grâce à l’intelligence artificielle fait actuellement l’objet d’essais cliniques sur l’homme au Japon, dans le cadre d’une prise en charge des Troubles obsessionnels compulsifs (TOC). L’outil d’IA mis au point par Sumitomo Dainippon Pharma, en collaboration avec Exscientia, a permis de réduire de 5 ans à seulement un an la phase de conception de ce nouveau médicament. Autre innovation récente, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) sont parvenus, grâce à un nouveau programme de machine learning, à identifier une molécule capable de détruire un agent pathogènes redoutable : la bactérie gastro-intestinale Clostridium difficile (C. diff), responsable de graves infections nosocomiales dans les hôpitaux. Cet outil du MIT utilise un réseau de neurones profond qui s’est entraîné sur plus de 2500 structures chimiques. Résultat : une nouvelle molécule prometteuse, baptisée Halicine, qui s’est révélée efficace, en utilisant un mécanisme d’attaque différent de celui des antibiotiques existants.
Depuis quelques mois, l’outil d’intelligence artificielle Alphafold, développé par la filiale DeepMind de Google, est à présent capable de prédire la structure 3D de protéines à partir de leurs seules séquences d’acides aminés. Une des structures prédites par Alphafold a notamment permis de découvrir en quelques heures la structure d’une protéine bactérienne impliquée dans des phénomènes de résistance aux antibiotiques sur laquelle la communauté scientifique butait depuis près d’une décennie. Il est vrai que l'arrivée d'AlphaFold 2, fin 2020, a été un coup de tonnerre dans le monde de la recherche biologique. Cet outil de DeepMind (Google) a réussi à résoudre, dans de nombreux cas de figures, le problème récurrent lié aux modes de repliement des protéines, un mécanisme complexe qui joue un rôle-clé dans leur fonction et leur potentiel thérapeutique. Fin 2021, des scientifiques ont notamment réussi à utiliser AlphaFold 2 pour décrire la modification d'un anticorps connu contre la Covid-19, de manière à renforcer son efficacité contre plusieurs variants de la maladie (Voir PNAS).
Des chercheurs de l'Université nationale de Singapour (NUS) ont, pour leur part, réalisé une avancée majeure pour rendre la médecine personnalisée moins chère et plus facile en concevant un nouveau type de comprimé à prise unique qui va libérer de façon contrôlable différents principes actifs, en fonction des besoins spécifiques de chaque patient (Voir Science Daily). Ce comprimé de médicament se compose de trois composants distincts, dont un polymère contenant le médicament sous une forme spécialement conçue qui déterminera sa vitesse de libération. En modifiant subtilement la forme du polymère contenant le médicament, il devient possible de contrôler très finement la vitesse de libération de ces médicaments. Concrètement, il suffit à un médecin de dessiner le profil de libération souhaité, à l’aide d’un logiciel informatique, pour générer un modèle de fabrication de comprimés spécifiques au traitement d'un patient ; ce modèle peut ensuite être utilisé pour produire facilement les pilules souhaitées à l'aide d'une imprimante 3D.
Il y a un an, des chercheurs britanniques du Cronin Lab de l’Université de Glasgow ont mis au point une plate-forme de laboratoire robotique qui produit molécules et médicaments. Cet outil révolutionnaire, baptisé "Chimiocalculateur", est capable de synthétiser, à l’aide d’un langage informatique de description chimique nommé XDL, des composés organiques sur la base de descriptions de méthodes standardisées. Cet outil, qui ne cesse d’évoluer et de se perfectionner, pourrait permettre aux pays en développement de produire plus facilement des médicaments. Récemment, cette machine a été reprogrammée de manière à pouvoir expérimenter des mélanges de molécules, sans finalités particulières. Lorsqu’une de ces associations donne un résultat intéressant, la machine analyse le résultat, puis décide éventuellement de combiner d’autres molécules, en puisant dans sa gigantesque base de données. L’idée est qu’elle finira par découvrir des molécules complexes d’intérêt thérapeutique, auxquelles n’auraient pas pensé des chimistes humains…
Une autre équipe de l’University of East Anglia (UEA, Norwich) travaille sur une technologie permettant d'imprimer des pilules en 3D. Cette nouvelle technique de fabrication via l'impression 3D de médicaments sous forme de structures poreuses et innovantes, permet de réguler le taux de libération de l’agent actif, une fois le médicament absorbé par voie orale, précise l’auteur principal, le Docteur Sheng Qi, professeur de pharmacie à l'UEA (Voir Science Direct). Là aussi, cette nouvelle approche thérapeutique et pharmacologique vise à permettre une prise en charge bien meilleure des patients les plus âgés, souvent polymédiqués, et bien sûr des patients souffrant de maladies complexes telles que le cancer, ou des maladies inflammatoires de l'intestin. Ici, la technique mise au point permet de régler la taille des pores de la pilule de façon à contrôler précisément pour chaque patient la vitesse de libération du médicament.
Il y a un an, le centre de lutte contre le cancer Gustave Roussy s’est associé avec la start-up de biotechnologie britannique FabRx Ltd pour mettre au point des médicaments contre le cancer grâce à l'impression 3D (Voir FabRx). L’objectif des chercheurs de Gustave Roussy est de proposer à tous ses patients des traitements personnalisés, parfaitement adaptés à leurs pathologies. Les chercheurs veulent également utiliser cette approche novatrice pour inclure dans ces médicaments sur mesure des molécules visant à combattre les effets secondaires des traitements.
A Montpellier, Medincell, une jeune société, est en train de réinventer la galénique, c’est-à-dire l’art de préparer un principe actif pour le rendre administrable au patient. Medincell travaille sur un nouveau type de médicament qui s’injecte sous la peau, sous forme de gel, et qui va libérer son principe actif dans l’organisme très lentement, sur plusieurs jours ou plusieurs semaines. Cette technique offre un confort et une sécurité incomparables pour le patient, surtout âgé, qui n’a plus à se soucier de prendre un médicament tous les jours. Il s’agit là d’un enjeu majeur de santé publique, quand on sait qu’en matière d’observance thérapeutique, six Français sur dix ne respectent pas leur traitement médical, avec toutes les complications qui peuvent en résulter.
Il y a quelques semaines, la pharmacie de centre hospitalier de Nîmes s’est équipée d’un système robotisé particulièrement sophistiqué qui se compose de trois unités de stockage de médicaments alimentant cinq machines de préparation, de fabrication et de distribution de piluliers personnalisés pour les besoins de chaque patient. Concrètement, une fois que les prescriptions sont validées par les pharmaciens, le préparateur programme la console et le robot prépare les comprimés correspondants et remplit les piluliers des patients concernés. Les cinq machines peuvent ainsi préparer 250 piluliers par heure, sans erreur.
Le CHU de Lille vient également de faire l’acquisition d’un automate lui permettant de produire ses propres médicaments. Ce robot de nouvelle génération, unique en Europe, est capable de produire jusqu’à 2000 flacons par jour, mais il peut, si la situation sanitaire l’exige, produire jusqu’à 8000 flacons journaliers, ce qui devrait permettre de prévenir les risques de rupture d’approvisionnements en produits de santé de première nécessité, comme les médicaments injectables d’anesthésie et de réanimation. Grâce à une production continue, ce robot dessert ainsi tout le bassin sanitaire concerné du Nord de la France. Autre avantage, grâce à son très haut niveau d’automatisation, le processus de conditionnement est totalement aseptique, un progrès majeur en matière de sécurité. Ce robot permet enfin à ce CHU de produire des médicaments injectables destinés aux essais cliniques, ou au traitement de maladies rares.
On le voit, c’est bien une véritable révolution scientifique et médicale qui s’opère sur deux fronts complémentaires, celui de la conception de nouveaux médicaments qui sera à terme, grâce à ces nouveau outils que j’ai évoqués, dix fois plus rapide et moins coûteuse qu’actuellement, et celui, non moins important, de la production et de l’administration de ces médicaments, qui va devenir totalement personnalisée, de façon à répondre de manière parfaitement ciblée aux besoins particuliers de chaque patient. L’arrivée probable, d’ici cinq ans, des premières machines de calcul quantique, fiables, opérationnelles et universelles, va en outre accélérer de manière décisive la capacité prédictive de ces nouveaux outils d’IA, qui vont devenir capables de concevoir en un temps très court de nouveaux traitements associant un grand nombre de molécules et protéines, ce qui permettra de proposer enfin des solutions thérapeutiques efficaces aux malades atteints de pathologies graves, et malheureusement aujourd’hui incurables, qu’il s’agisse de certains cancers, mais aussi de nombreuses maladies neurodégénératives (SEP, maladie de Charcot, Alzheimer, Parkinson) ou de maladies inflammatoires invalidantes. Notre pays doit, plus que jamais, favoriser la recherche transdisciplinaire, associant mathématiques, informatique et sciences du vivant, pour rester en pointe dans cette nouvelle révolution en cours des médicaments intelligents et personnalisés qui vont, d’ici une décennie, bouleverser notre médecine et le fonctionnement global de notre système de santé.
René TRÉGOUËT
Sénateur honoraire
Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
e-mail : tregouet@gmail.com
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Les maltraitances de l’enfant sont relativement mal connues et vraisemblablement sous-estimées. Une équipe du CHU de Dijon a mis au point un algorithme pour repérer les hospitalisations secondaires à une maltraitance physique chez les enfants de 0 à 5 ans. A cet âge, les situations où ils se blessent seuls sont moins probables, cette maltraitance est donc plus facile à repérer que chez les plus âgés.
En utilisant les données du PMSI (Programme de médicalisation des systèmes d’information) et en les confrontant à l’examen des dossiers médicaux par des médecins légistes experts des maltraitances infantiles, l’équipe a créé un algorithme séparant les enfants en deux groupes : le groupe 1 "maltraitance hautement probable" : l’enfant a des lésions traumatiques étiquetées comme volontaires. Le groupe 2 "maltraitance suspectée" : l’enfant a des lésions traumatiques qui semblent suspectes d’une maltraitance physique, de par leurs caractéristiques ou leur nombre, sans l’être suffisamment pour l’inclure dans le 1er groupe.
Il a été testé sur des dossiers datant de 2008 à 2019 (groupe 1) et de 2013 à 2019 (groupe 2). Au total, 170 dossiers ont été retenus : 68 pour le groupe 1 et 102 pour le groupe 2. La valeur prédictive positive (VPP) de l’algorithme pour le groupe 1 était de 85,2 % et de 50 % pour le groupe 2. Elle était d’autant meilleure que les enfants étaient jeunes : pour ceux âgés de 1 mois à 1 an, elle s’élevait à 94,4 % pour le groupe 1 et à 78,3 % pour le groupe 2.
Pour les auteurs de l’étude, « ce résultat n’apparaît pas surprenant. La survenue de lésions traumatiques, et notamment de fractures chez un enfant, avant qu’il ait atteint l’âge de la marche (soit vers 12-18 mois) ou la compétence de se déplacer seul (soit vers 9 mois), est hautement suspect de maltraitance physique ».
La prématurité a été identifiée par l’OMS (Organisation mondiale de la santé) comme un facteur de risque de maltraitance. Effectivement, dans l’étude, elle concerne les deux tiers des enfants. Dans le groupe 1, environ un tiers des enfants maltraités avaient des lésions à des âges différents, et dans le groupe 2, environ 40 %. Pour les auteurs de l’étude, ces résultats « suggèrent une difficulté des équipes soignantes à repérer et à diagnostiquer ces maltraitances, soit en raison de leur caractère non spécifique, soit par manque d’expérience quant à l’interprétation des lésions traumatiques ». Cet algorithme est un outil prometteur pour le repérage des séjours hospitaliers pour maltraitances physiques chez les jeunes enfants. Des applications en pratique courante de l'algorithme pourraient permettre l'amélioration du diagnostic de la maltraitance.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Santé Publique France
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Une équipe de recherche du CNRS et de l’Université Paris-Saclay a pu mettre au point de nouveaux polymères qui se dégradent dans l’eau en une semaine, un temps record. Les polymères vinyliques, couramment appelés "plastiques", sont des matériaux que l’on retrouve partout. Ils sont extrêmement intéressants tant pour leur facilité de synthèse que pour leur grande diversité en termes d'architectures et de fonctionnalités. Cependant, leur non-dégradabilité entraîne des problèmes environnementaux importants et limite fortement leur utilisation dans les applications biomédicales.
Grâce à une technique de polymérisation permettant de concevoir des macromolécules à l’architecture contrôlée et homogène, l’équipe de Julien Nicolas, chercheur CNRS de l’Institut Galien Paris-Saclay (CNRS/Université Paris-Saclay), a synthétisé un matériau polymère très facilement dégradable. En insérant un monomère fragile dans le polyacrylamide, un polymère couramment utilisé dans de nombreux secteurs industriels, celui-ci peut, selon la nature du monomère ajouté, soit devenir soluble dans l'eau, soit présenter une solubilité ajustable en fonction de la température, notamment aux alentours de celle du corps humain.
À quel point sont-ils dégradables ? Dans l’eau, ils peuvent se dégrader à plus de 70 % en l’espace d’une semaine, contre plusieurs mois, voire des années, pour les polymères biodégradables de référence actuels, comme le PLA ou la PCL par exemple. Grâce aux caractéristiques de ces nouveaux polymères et à leur facilité de synthèse, l’équipe de recherche pense qu’ils pourraient être utilisés pour administrer des médicaments en formulant ces polymères sous la forme de nanoparticules thermosensibles capables de se solubiliser à la température du corps. Une telle chimie devrait également permettre de préparer des tensioactifs dégradables pour le traitement des eaux par floculation, qui est un procédé très utilisé dans les usines de potabilisation.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
CNRS
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Espace et Cosmologie
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La NASA finance la recherche sur la voile lumineuse diffractive, une nouvelle approche de la voile solaire qui pourrait un jour propulser une constellation de vaisseaux spatiaux scientifiques en orbite autour des pôles du Soleil. Grâce à ces voiles diffractives, la NASA pourrait potentiellement propulser une constellation d'engins spatiaux scientifiques en orbite autour des pôles du Soleil, ce qui est difficile à réaliser avec la propulsion conventionnelle des engins spatiaux.
De la même manière qu'un voilier utilise le vent pour avancer, les voiles solaires utilisent la pression exercée par la lumière du soleil pour propulser un véhicule dans l'espace. De grandes voiles composées d'un matériau réfléchissant comme le Mylar captent l'élan des photons du Soleil. Les photons rebondissent sur la voile et l'envoient dans la direction opposée.
Cependant, comme le souligne la NASA, les conceptions de voiles solaires existantes reposent sur des voiles très grandes et très fines. Elles sont également limitées par la direction de la lumière du soleil - en d'autres termes, il est difficile de naviguer sans sacrifier l'énergie solaire.
En revanche, les voiles lumineuses diffractives utiliseraient de petits réseaux intégrés dans des films minces pour diffracter la lumière, c'est-à-dire l'étaler lorsqu'elle passe par une ouverture étroite. Cela permettrait à un vaisseau spatial d'utiliser plus efficacement la lumière du soleil sans renoncer à la manœuvrabilité. « La voile solaire diffractive est une version moderne de la vision des voiles lumineuses, vieille de plusieurs décennies. Si cette technologie peut améliorer une multitude d'architectures de mission, elle est prête à avoir un impact considérable sur les besoins de la communauté héliophysique en matière de capacités d'observation solaire uniques », a déclaré dans un communiqué le chef de projet Amber Dubill, du laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins. « Grâce à l'expertise combinée de notre équipe en matière d'optique, d'aérospatiale, de voile solaire traditionnelle et de métamatériaux, nous espérons permettre aux scientifiques de voir le Soleil comme jamais auparavant ».
Le projet de voile solaire diffractive fait partie du programme NIAC (Innovative Advanced Concepts) de la NASA. Le dernier tour de financement fait partie de l'avancement du projet vers la phase III du NIAC. Jusqu'à présent, l'équipe d'Amber Dubill a conçu et testé différents types de matériaux pour voiles diffractives. Elle a également conçu de nouveaux schémas de navigation et de contrôle pour une éventuelle mission de voile lumineuse diffractive en orbite autour des pôles du Sol.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
NASA
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Terre |
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Sciences de la Terre, Environnement et Climat
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Des chercheurs de l’Université métropolitaine de Tokyo au Japon ont mis au point un nouveau système de capture qui élimine le dioxyde de carbone directement de l’atmosphère avec des performances sans précédent. Un article publié par Société américaine de chimie décrit l’étude, qui utilise l’isophorone diamine (IPDA) dans un système de "séparation de phases liquide-solide" pour éliminer le dioxyde de carbone à faible concentration de l’atmosphère avec une efficacité de 99 %. Le système développé par des scientifiques au Japon est le plus efficace au monde pour éliminer le CO2 de l’atmosphère.
Partout dans le monde, les effets dévastateurs du changement climatique se font sentir, ce qui nécessite un besoin urgent de nouvelles politiques, modes de vie et technologies visant à réduire les émissions de carbone. Le domaine dédié aux processus de capture, d’élimination et de stockage ultérieur ou de conversion du dioxyde de carbone se développe rapidement, mais certains obstacles doivent être surmontés avant qu’une procédure puisse être mise en œuvre à grande échelle.
Et l’efficacité est l’un des plus grands défis, en particulier dans les systèmes dits de capture directe de l’air (DAC). Premièrement, parce que les concentrations actuelles de CO2 rendent les réactions chimiques avec les composés absorbants très lentes. Il y a aussi la difficulté du dégazage dans des cycles de captage plus durables, qui peuvent être très énergivores. Même avec des efforts pour construire des usines DAC, telles que celles utilisant de l’hydroxyde de potassium et de l’hydroxyde de calcium, il existe encore de sérieux problèmes d’efficacité et de coûts de récupération, ce qui rend la recherche de nouveaux procédés extrêmement urgente.
De nombreux systèmes DAC impliquent de faire barboter de l’air dans un liquide pour provoquer une réaction chimique avec le dioxyde de carbone. Au fur et à mesure que la réaction progresse, une plus grande partie du produit de réaction s’accumule dans le liquide, ce qui rend les réactions ultérieures de plus en plus lentes.
Les systèmes de séparation de phases liquide-solide tels que celui proposé dans l’étude japonaise offrent une solution idéale, dans laquelle le produit de la réaction quitte la solution sous forme solide. De cette façon, il n’y a pas d’accumulation de produit dans le liquide, et la vitesse de réaction n’est pas trop ralentie.
L’équipe a concentré son attention sur l’IPDA, modifiant sa structure pour optimiser la vitesse et l’efficacité de la réaction avec une large gamme de concentrations de dioxyde de carbone dans l’air, d’environ 400 ppm à 30 %. Ils ont découvert que le composé pouvait convertir 99 % du dioxyde de carbone contenu dans l’air en un acide carbamique solide précipité. Le solide dispersé dans la solution n’a nécessité qu’un chauffage à 60°C pour libérer complètement le dioxyde de carbone capturé, récupérant le liquide d’origine.
La vitesse à laquelle le dioxyde de carbone pouvait être éliminé était au moins deux fois plus rapide avec cette procédure que celle des principaux systèmes de laboratoire DAC, ce qui en fait le système de capture de CO2 le plus rapide du monde aujourd’hui. La nouvelle technologie de l’équipe promet des performances et une robustesse sans précédent dans les systèmes DAC, avec de vastes implications pour les systèmes de capture du carbone déployés à grande échelle.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Eurekalert
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Une étude de l’Université de Californie-San-Diego montre que se concentrer exclusivement sur la réduction des émissions de CO2 ne permettra pas d’éviter un réchauffement global de 1,5 degré d'ici 2035 et de 2 degrés d'ici 2050. L'étude montre en effet que, contrairement aux idées reçues, les principaux polluants atmosphériques contribuent actuellement presque autant au réchauffement climatique que le dioxyde de carbone (CO2).
L’étude préconise une double stratégie qui réduit simultanément le CO2 et les autres polluants, en particulier les polluants à courte durée de vie - méthane, réfrigérants hydrofluorocarbonés, suie de carbone, ozone, oxyde nitreux - pour parvenir à rester en dessous de la limite de 2 degrés.
Si nous voulons éviter à la fois une catastrophe climatique et sanitaire, nous devons réduire fortement à la fois nos émissions de CO2 et l'ensemble de la pollution atmosphérique. Rappelons que la pollution de l'air a tué 6,7 millions de personnes dans le monde en 2020 et que ce nombre de victimes a augmenté de 66 % depuis 2000.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
UCSD
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Vivant |
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Santé, Médecine et Sciences du Vivant
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Des chercheurs des universités Paris-Dauphine (France) et Columbia (États-Unis) se sont penchés sur l’impact de la taille d’une famille sur la santé cognitive. Ces travaux soulignent tout d’abord que de « précédentes recherches ont montré que la fécondité et la procréation étaient associées à la cognition en fin de vie, mais on ne sait pas encore si cette relation est causale ». Les résultats montrent ainsi qu’à partir de trois enfants, les risques d’un déclin cognitif à un âge avancé augmentent.
Pour mener cette étude, les chercheurs sont venus analyser les données de l’enquête "Share" sur la santé, le vieillissement et la retraite. L’objectif était d’étudier si un effet causal sur le fonctionnement cognitif existait entre le fait d’avoir trois enfants ou plus plutôt que deux. Les données récoltées concernaient des personnes âgées de 65 ans ou plus ayant deux enfants biologiques ou plus. Il est précisé dans ces travaux : « Les parents préfèrent souvent avoir au moins un fils et une fille. Nous exploitons donc la composition par sexe des deux premiers enfants comme une source de variation dans la probabilité d’avoir trois enfants ou plus ».
Après analyse des données, les chercheurs sont venus conclure qu’avoir trois enfants ou plus au lieu de deux impactait négativement la cognition en fin de vie. Eric Bonsang, auteur des travaux, explique notamment que cet effet « n’est pas négligeable », étant donné qu’« il équivaut à 6,2 années de vieillissement ». Les résultats soulignent aussi que le risque de souffrir de déclin cognitif augmente chez les personnes ayant trois enfants ou plus à cause des coûts financiers.
Les chercheurs ajoutent que « le fait d’avoir un enfant en plus est également lié de manière causale à une plus faible participation des femmes au marché du travail, à une diminution du nombre d’heures travaillées et à une baisse des revenus ». De plus, les parents auraient moins de temps pour se détendre ou s’investir dans des activités personnelles. Nous apprenons aussi que plus le nombre d’enfants est grand, plus le risque de troubles du sommeil et d’isolement social est important (facteurs de risque de la démence et des troubles cognitifs), mais aussi le stress.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Demography
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Des chercheurs de l’Université Johns Hopkins (Baltimore) ont montré la capacité des cellules souches musculaires humaines de se renouveler par elles-mêmes et de réparer, chez la souris, des dommages aux tissus musculaires.
Ces résultats marquent une nouvelle avancée dans les thérapies cellulaires pour la cicatrisation des blessures musculaires et l’inversion de la perte musculaire sévère (sarcopénie) chez les humains. Car si depuis longtemps, en laboratoire, les scientifiques sont capables de transformer des cellules souches pluripotentes induites (IPS) en différents types de cellules, notamment en cellules cutanées et cérébrales, le défi est de parvenir à des cellules souches auto-renouvelables adaptées à un organe spécifique.
Les scientifiques sont partis de cellules de peau humaine cultivées en laboratoire, puis les ont génétiquement reprogrammées à un état plus primitif auquel les cellules ont encore la capacité de se spécialiser en presque n'importe quel type de cellule ; ils ont mélangé ces cellules souches pluripotentes induites (IPS) à une solution de facteurs de croissance cellulaire standards et de nutriments les induisant à se différencier en types de cellules musculaires.
L’étude préclinique menée chez la souris modèle de lésion musculaire révèle qu’une fois injectées dans les muscles blessés de la souris, les cellules souches musculaires se déplacent vers une zone des muscles connue sous le nom de "niche" qui concentre déjà d'autres cellules souches musculaires naturelles -qui peuvent y rester durant plusieurs mois.
L'équipe a ensuite utilisé 2 méthodes différentes pour déterminer si les cellules souches musculaires réparaient bien les tissus endommagés : la première méthode a consisté à greffer les cellules souches musculaires chez des souris génétiquement modifiées pour être exemptes de système immunitaire afin d’éviter le rejet des cellules greffées. Les modèles animaux ont ensuite été exposés à une toxine dégradant les muscles et à des radiations afin d’éliminer les cellules souches musculaires naturellement présentes. Les cellules souches musculaires humaines greffées sur le site de la lésion se transforment en myoblastes, une cellule musculaire de base qui répare les dommages en fusionnant et en développant les microfibres qui caractérisent le muscle normal. Certaines cellules souches musculaires humaines greffées migrent également vers la niche "naturelle" puis se comportent comme des cellules souches musculaires naturellement et préalablement présentes.
Une deuxième série d'expériences menée sur des souris modèles de dystrophie musculaire de Duchenne montre que les cellules souches musculaires greffées se concentrent dans la niche musculaire avec des bénéfices à terme, puisque ces souris greffées sont ensuite capables de courir 2 fois plus loin que les autres souris. L’auteur principal, le Docteur Gabsang Lee, professeur de neurologie à la Johns Hopkins Medicine, envisage déjà d’autres recherches pour préciser encore les facteurs les plus favorables à la régénération des cellules souches musculaires. L’objectif est de développer des thérapies cellulaires capables de traiter toujours plus efficacement les maladies musculaires, dont la dystrophie musculaire.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Science Direct
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Chaque année, le cancer du sein concerne 54 000 nouveaux cas en France et autant au Royaume-Uni. « Le cancer du sein représente chez les femmes environ 1/3 des cancers diagnostiqués annuellement et la première cause de décès par cancer. Heureusement il peut être guéri lorsqu'il est détecté à un stade assez précoce, c'est pourquoi sont mis en place des programmes de dépistage, mais qui ne sont pas parfaits », indique tout d’abord le Docteur Pourmir, oncologue médical.
Face à ce constat, des chercheurs anglais de l’Université de Manchester ont mis au point un test salivaire qui permettrait d’identifier la moitié des femmes environ qui auront un cancer du sein au cours de la prochaine décennie. « Il s'agit de rechercher en parallèle 143 variations présentes dans l'ADN, appelées polymorphismes, qui ont été corrélées au risque de survenue de cancer du sein grâce à l'analyse de données acquise lors de l'étude "PROCAS" menée dans la région de Manchester » détaille le Docteur Pourmir.
Le test se déroule de la manière suivante : on recueille l'ADN des femmes concernées grâce à un prélèvement de salive à l'occasion de leur venue pour une mammographie. Puis « en fonction des variations retrouvées, un score évaluant le risque de survenue de cancer du sein est calculé. Ceci permet d'identifier différentes catégories allant d'1/4 du risque moyen jusqu'à un risque 4 fois plus élevé que la moyenne selon le Professeur Evans » détaille l’oncologue médical.
L’étude a porté sur 2500 femmes. Parmi elles, 644 ont déclaré un cancer du sein. Grâce au test de salive, aux informations sur les antécédents médicaux et les mesures de densité mammaire, le risque de maladie a été prédit dans un peu moins de 50 % des cas. Il reste donc encore des améliorations à faire mais ce test pourrait se généraliser pour les jeunes femmes, âgées de moins de 50 ans, à l’avenir.
Pour le Professeur Gareth Evans, « À terme, l'objectif est que lorsqu'une femme a environ 40 ans, nous puissions faire une évaluation complète du risque pour tous les cancers féminins, pas un seul, puis élaborer un programme de dépistage. Actuellement, la partie la plus coûteuse est le test génétique avec environ 80 £ par test, mais ce n'est pas si cher si vous considérez que s'il est utilisé avec précision, vous économisez 80 £ pour chaque mammographie que vous n'avez pas besoin de faire. Finalement, vous réaliserez ainsi des économies grâce à un meilleur ciblage ».
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
DM
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Des chercheurs de l’Université Johns Hopkins travaillent à la mise au point d’un vaccin thérapeutiques contre le redoutable cancer du pancréas. La maladie est associée, dans près de 90 % des cas, à la mutation d'un gène particulier connu sous le nom de KRAS. C'est précisément sur cet aspect que les chercheurs américains misent pour élaborer leur vaccin. La méthode consiste à injecter des protéines exprimant le gène KRAS, ce qui permettra au système immunitaire d'identifier et de détruire les cellules responsables du cancer du pancréas.
Ce vaccin va faire l'objet de deux essais cliniques : l'un débutera en 2022 et ciblera des personnes exposées au risque de cancer du pancréas par antécédent génétique. Déjà en cours, le second concerne les personnes ayant déjà subi une intervention chirurgicale pour traiter la maladie. Selon la Fondation pour la recherche sur le cancer, « la chirurgie est le seul traitement potentiellement curatif du cancer mais elle n’est envisageable que lorsque la maladie a été diagnostiquée à un stade de développement précoce ». Dans les autres cas, on prescrit le plus souvent de la chimiothérapie, parfois combinée à de la radiothérapie.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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Un antibiotique synthétique pourrait bien contribuer à inverser la tendance d’émergence des résistances aux antimicrobiens. Ce nouvel antibiotique, synthétisé à l'Université Rockefeller et dérivé de modèles informatiques de produits génétiques bactériens, semble en effet pouvoir neutraliser les bactéries résistantes aux médicaments. Baptisé cilagicine, ce médicament a déjà fait la preuve de son efficacité chez la souris.
Le composé utilise un nouveau mécanisme pour attaquer le SARM, C. difficile et plusieurs autres agents pathogènes mortels. Ce candidat ouvre l’espoir d’une nouvelle génération d'antibiotiques, dérivée de modèles informatiques. « Ce n'est pas seulement une nouvelle molécule cool, c'est une validation d'une nouvelle approche de développement de médicaments », déclare l’auteur principal, le chercheur Sean F. Brady de l’Université Rockefeller.
Les bactéries ont passé des milliards d'années à développer des moyens uniques de s'entretuer, il n'est donc pas surprenant qu’un grand nombre de nos antibiotiques les plus puissants soient dérivés de bactéries elles-mêmes. À l'exception de la pénicilline et de quelques autres substances notables dérivées de champignons, la plupart des antibiotiques ont d'abord été transformés en armes par des bactéries pour combattre d'autres bactéries. La découverte de médicaments antibiotiques consistait ainsi à cultiver des bactéries streptomyces ou des bacilles en laboratoire et à exploiter leurs secrets.
Mais avec l'essor des bactéries résistantes aux antibiotiques, il existe un besoin urgent de nouveaux composés actifs et les scientifiques se "disent" à court de bactéries faciles à exploiter. La nouvelle approche se concentre donc sur le nombre incalculable d'antibiotiques cachés dans les génomes de bactéries tenaces qui sont difficiles ou impossibles à étudier en laboratoire.
Une première alternative consiste à trouver des gènes antibactériens dans le sol et à les cultiver dans des bactéries en laboratoire. Mais même cette stratégie a ses limites. La plupart des antibiotiques sont dérivés de séquences génétiques enfermées dans des grappes de gènes bactériens, appelées grappes de gènes biosynthétiques, qui fonctionnent comme une unité pour coder collectivement une série de protéines.
Les chercheurs de Rockefeller se sont tournés vers les algorithmes. En séparant les instructions génétiques dans une séquence d'ADN, les algorithmes modernes peuvent prédire la structure des composés de type antibiotique qu'une bactérie, avec ces séquences, pourrait produire. Les chimistes peuvent ensuite utiliser ces données et synthétiser la structure prédite en laboratoire. Dans les faits, la prédiction n’est pas toujours parfaite. « La molécule avec laquelle nous nous retrouvons est vraisemblablement, mais pas nécessairement, ce que ces gènes produiraient dans la nature. Nous avions d'ailleurs besoin que la molécule synthétique soit suffisamment proche pour qu'elle agisse de la même manière que le composé qui a évolué dans la nature ».
Les scientifiques ont commencé par rechercher dans une énorme base de données de séquences génétiques, des gènes bactériens prometteurs, impliqués dans la destruction d'autres bactéries et qui n'avaient pas été examinés jusque-là. Un cluster de gènes, "cil", s’est alors distingué par sa proximité avec d'autres gènes impliqués dans la fabrication d'antibiotiques. Les chercheurs ont introduit ses séquences pertinentes dans un algorithme, qui a proposé une poignée de composés prometteurs : un composé, nommé cilagicine, s'est avéré être un antibiotique actif.
La cilagicine permet en effet de tuer efficacement les bactéries Gram-positives en laboratoire, sans nuire aux cellules humaines, et de traiter avec succès les infections bactériennes chez la souris. De plus le composé se montre efficace contre toute une série de bactéries résistantes aux médicaments et même lorsqu'il est opposé à des bactéries cultivées spécifiquement pour lui résister.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Science
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Des chercheurs américains de l’Université de Pennsylvanie ont découvert un tout nouveau type de cellules se cachant à l'intérieur des ramifications creuses de nos poumons, et dont le rôle pourrait bien être vital dans le bon fonctionnement du système respiratoire. Ces scientifiques estiment même que ces cellules pourraient nous offrir de nouvelles opportunités de traitements pour inverser les effets de certaines maladies, notamment celles liées au tabagisme.
Jusqu'à présent, le système respiratoire humain était principalement étudié en laboratoire via des modèles appartenant aux souris, assez peu fiables étant donnée les importantes différences entre les deux espèces. « On sait depuis un certain temps que les voies respiratoires du poumon humain sont différentes de celles de la souris », abonde l'auteur principal de l'étude Edward Morrisey, professeur à la Perelman School of Medicine de l'Université de Pennsylvanie.
Mais grâce à des technologies émergentes, l'équipe emmenée par le professeur américain a pu effectuer des prélèvements de tissus pulmonaires issus de donneurs humains en bonne santé et analyser les gènes dans les cellules individuelles. Ce sont ces recherches qui ont mené les scientifiques à découvrir un nouveau type de cellules appelées cellules sécrétoires des voies respiratoires (RAS), retrouvées dans les bronchioles, de minuscules ramifications creuses situées au coeur de nos poumons et se terminant par des alvéoles.
Quel est le rôle de ces cellules dans notre système respiratoire ? En premier lieu, elles sécrètent des molécules qui maintiennent la présence du mucus qui tapisse les bronchioles, afin de maximiser l'efficacité des poumons. Dans un second temps, elles peuvent servir de cellules progénitrices pour les cellules alvéolaires de type 2 (AT2), un type spécial d'alvéoles qui sécrètent un produit chimique utilisé en partie pour réparer d'autres alvéoles endommagées. Pour compléter, une cellule progénitrice est une cellule capable de se différencier en un autre type de cellule, à la manière d'une cellule souche. « Les cellules RAS sont ce que nous avons appelé des progéniteurs facultatifs », explique Edward Morrisey. « Ce qui signifie qu'elles agissent à la fois comme des cellules progénitrices et ont également des rôles fonctionnels importants dans le maintien de la santé des voies respiratoires ».
Et l'être humain n'est d'ailleurs pas la seule espèce à bénéficier de ces cellules RAS. Les chercheurs en ont également découvert chez les furets et estiment que la plupart des mammifères de taille égale ou supérieure sont susceptibles d'en avoir dans leurs poumons. Cette découverte ouvre la voie à de futurs traitements qui pourraient reposer sur ces RAS. Par exemple, pour la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC), qui se traduit notamment par une dégénérescence progressive des tissus pulmonaires, ou la Bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO), à l'origine de lésions des bronchioles entraînent une limitation des échanges gazeux. Mais de multiples recherches devront encore être menées sur la question.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Nature
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On le sait, en matière de santé, les petites causes produisent souvent de grands effets. La preuve en est cette nouvelle étude réalisée par des chercheurs japonais de l’Université du Tōhoku qui montre que moins d’une heure d'activité de renforcement musculaire chaque semaine permet non seulement de réduire les risques de décès, mais contribue plus largement à diminuer le risque de nombreuses maladies chroniques, notamment de maladie cardiovasculaire, de diabète et de cancer.
Les directives en matière d'activité physique recommandent des activités régulières de renforcement musculaire (comme soulever des poids, travailler avec des bandes de résistance, faire des pompes, des redressements assis et des squats) avec des avantages bien documentés pour la santé des muscles squelettiques. Les précédentes recherches indiquent que l'activité de renforcement musculaire est associée à un risque de décès plus faible, mais, jusqu’à cette méta-analyse, on ne connaissait pas précisément la "dose" optimale.
Cette vaste méta-analyse a passé au crible 16 études menées auprès de 480.000 participants, âgés de 18 à 97 ans. Ce travail montre que les exercices de renforcement musculaire sont associés à une réduction du risque de décès de 10 à 17 % ; la musculation réduit notamment de décès par maladie cardiaque et accident vasculaire cérébral, cancer, diabète et cancer du poumon. La réduction du risque de décès toutes causes confondues, de maladies cardiovasculaires et de cancer, est encore plus élevée lorsque les 2 types d'activités, renforcement musculaire et aérobie, sont combinées. Mais, de manière surprenante, l’étude montre également que ce bénéfice de la musculation pour la santé globale semble plafonner au-delà d’une heure par semaine de pratique.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
BJSM
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Des chercheurs Canadiens de l'Université de Calgary ont découvert qu’un médicament utilisé jusqu'à maintenant comme traitement anticancéreux pourrait potentiellement permettre de soulager les douleurs chroniques et remplacer l’usage de certains opioïdes. Ce médicament est l’inhibiteur d’ALK, qui bloque un récepteur de tyrosine kinase du lymphome anaplasique, connu pour son potentiel oncogène et impliqué dans le développement du système nerveux périphérique et central.
Cette molécule, connue de prime abord dans les pathologies cancéreuses provoquant, par exemple, la croissance des tumeurs dans le cerveau ou les poumons, entraînerait cette douleur persistante, dite chronique, selon l’étude. Cette découverte a aussi permis au groupe de scientifiques de rapidement avancer dans ses recherches, puisqu’un traitement médicamenteux a déjà été développé pour contrer les effets de cette molécule dans le contexte de cancers.
Ces chercheurs ont découvert qu’à très faible dose, le médicament serait analgésique et efficace sur les douleurs dites inflammatoires. L’étude laisse également entendre que, contrairement aux médicaments utilisés actuellement contre les douleurs chroniques, tels que les opioïdes, la quantité prescrite de ce traitement resterait stable.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
JCI
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Des chercheurs américains du City of Hope (Californie) ont commencé, sur une centaine de malades atteint de cancers graves et métastatiques, le premier essai au monde sur l’homme d’un nouveau traitement très prometteur contre les cancers résistant à tous les traitements classiques. Ce traitement, appelé CF33-hNIS (ou Vaxinia), utilise un virus dit "oncolytique", c’est-à-dire génétiquement modifié pour tuer spécifiquement les cellules cancéreuses, tout en stimulant en parallèle le système immunitaire et en augmentant le niveau de PD-L1 (Programmed Death-Ligand 1) dans les tumeurs. Cette nouvelle approche a déjà donné d’excellents résultats dans des modèles animaux de cancer du côlon, et des modèles précliniques de cancer du poumon, du sein, de l’ovaire et du pancréas.
« Nos recherches ont démontré que les virus oncolytiques peuvent stimuler le système immunitaire pour répondre et tuer le cancer, mais aussi activer le système immunitaire pour qu'il soit plus réactif aux autres immunothérapies, y compris aux inhibiteurs de points de contrôle », précise le Professeur Daneng Li, qui dirige ces recherches.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
COH
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