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RTFLASH Recherche & Technologie
NUMERO 1261
Lettre gratuite hebdomadaire d’informations scientifiques et technologiques
Créée par René Trégouët rapporteur de la Recherche et Président/fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
Edition du 07 Juin 2024
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Egalement dans ce numéro
TIC
Google a développé une IA qui pourrait anticiper les catastrophes climatiques
Avenir
Première mondiale en chirurgie robotique : une auto-transplantation rénale
Un nouveau robot pour fabriquer les traitements anticancéreux
À Toulon, comment le robot Buddy permet à un élève gravement malade d’être en classe
Matière
Première radiographie au monde d’un seul et unique atome
Terre
Dérèglement climatique : 26 jours de chaleur extrême supplémentaires en moyenne sur un an
Le ralentissement sensible du courant océanique AMOC pouvait avoir de graves conséquences sur le climat
Vivant
Un ancien médicament contre le diabète s'avère efficace contre l'insuffisance cardiaque
Un vaccin contre le staphylocoque doré pourrait révolutionner la lutte contre les infections
Un médicament contre le VIH pourrait aider à traiter la maladie d’Alzheimer
Cancer du sein triple-négatif : Curie lance un essai clinique pour un nouveau traitement
La vitamine D renforce la réponse immunitaire des souris face au cancer
Un nouveau traitement prometteur contre le paludisme
L'IA réinvente la mammographie
La clé de la régulation de la structure de l’ADN décryptée
Edito
La nouvelle génération de batteries qui arrive va bouleverser nos sociétés



Selon les prévisions du Cabinet BCG, les deux tiers des véhicules vendus en Europe, tous segments confondus (voitures, camions, bus), seront électriques en 2040. Le marché mondial des batteries pour véhicules électriques était évalué à 49,0 milliards de dollars en 2022, avec une croissance de 24 % de 2023 à 2032. Ce marché en plein essor devrait atteindre 421 milliards de dollars d’ici 2032 (Voir  The Brainy Insights) .Ce marché, très concentré, est dominé par quatre géants mondiaux, les chinois CATL (37 %) et BYD (14 %), le Coréen LG (13,5 %) et le Japonais Panasonic (7,3 %). Les ventes mondiales de voitures électriques sont passées de deux millions d'unités, en 2018, à 13 millions d'unités en 2023, et devrait continuer parallèlement à croître de 30 % par an au cours de ces prochaines années, pour atteindre 56 millions de véhicules électriques vendus en 2040 (plus d'une voiture sur deux). Dès 2025, avec 216 millions de ventes (23 %), le parc total de véhicules électriques devrait se monter à 77 millions de voitures (6 % du parc automobile mondial) et pourrait atteindre les 700 millions de véhicules en 2040, plus du tiers du parc automobile mondial à cet horizon.

Sachant qu'un litre d'essence dégage une énergie de 10 kWh, une voiture thermique de petite cylindrée va consommer environ 50 kWh pour faire 100 km, soit trois fois plus qu'une voiture électrique pour effectuer la même distance. Quant à l'empreinte carbone, on estime, selon les travaux de Carbone 4, qu'une voiture électrique qui roule en Europe a une empreinte carbone presque trois fois inférieure à la voiture thermique, sur l'ensemble de son cycle de vie, avec 12 tonnes de CO2 émis contre 33 tonnes pour un véhicule thermique. Il faut également souligner que, contrairement à une idée reçue tenace, le recyclage des différents types de batteries, y compris au lithium, est à présent bien maîtrisé sur les plans technique et industriel, avec des méthodes comme l'hydrométallurgie. Et ce recyclage ne cesse de s'améliorer : en 2023, des chercheurs de l'université technologique de Chalmers, en Suède, ont mis au point une méthode de recyclage qui utilise de l'acide oxalique et permet de récupérer 100 % de l'aluminium et 98 % du lithium contenus dans les batteries des voitures électriques.

Reste que la montée en puissance bien plus rapide que prévu des voitures électriques, si elle est indéniablement bénéfique pour le climat, l'environnement et la santé (réduction drastique des polluants), va se heurter aux limites physiques liées aux réserves mondiales économiquement exploitables de métaux comme le lithium, le nickel et le cobalt, qui restent indispensables à la production de la majorité des batteries actuellement sur le marché (une batterie de voiture électrique classique contient environ 50 kg de nickel, 7 kg de cobalt et 45 kg de carbonate de lithium). Eramet estime en effet que la demande annuelle de nickel d'ici 2030 va être multipliée par 2, à 4,8 millions de tonnes, par 5 pour le cobalt et par 6 pour le lithium, à 2 millions de tonnes. Et pour 2040, cette demande pourrait être multipliée par 20 pour le cobalt et le nickel et par 40 pour le lithium, à moins que les scientifiques parviennent à mettre au point des batteries performantes et fiables qui n'utilisent plus, ou bien moins, ces métaux.

Et justement, depuis quelques mois, les avancées spectaculaires se succèdent dans ce domaine et laissent entrevoir une arrivée plus rapide que prévue de plusieurs nouveaux types complémentaires (selon les utilisations finales) de batteries qui devrait permettre, à partir de 2030, un véritable essor de la mobilité électrique au niveau mondial, grâce à de nouvelles combinaisons chimiques, qui seront certes un peu moins performantes dans un premier temps que les batteries actuelles au lithium, mais seront à la fois plus durables, plus sûres, moins chères à produire et surtout fonctionneront sans lithium, sans nickel et sans cobalt, à partir de métaux bien plus répandus, bien moins chers et beaucoup plus respectueux de l'environnement.

Connues depuis plus de 30 ans, les batteries lithium-fer-phosphate (LFP) ont fait des pas de géant depuis quelques mois. Leur densité énergétique n'est plus, pour les dernières générations, que de 20 % inférieure à celle des batteries au lithium, mais elles coûtent 30 % moins chères à fabriquer (100 dollars le KWh), durent trois plus longtemps (plus de 20 ans) et sont en outre plus sûres, car très peu inflammables. Autre avantage, en raison d'une plus faible tension, ces batteries peuvent être complètement déchargées, puis rechargées à 100 %, sans aucun dommage, ce qui compense en partie leur plus faible densité énergétique. Même le temps de recharge de ces batteries est à présent presque équivalent à celui des batteries au lithium et elles peuvent récupérer 350 km d'autonomie en seulement 10 minutes de charge rapide. Leur autonomie (450 km pour les dernières versions) est à présent largement suffisante pour un usage urbain, mais aussi régional, et les grands fabricants de batteries, comme les chinois CATL et BYD, ainsi que les constructeurs automobiles, comme Tesla, Toyota, Ford, Volvo ou Stellantis, ont décidé d'investir massivement dans ces batteries, pour proposer à leurs clients des véhicules électriques d'entrée de gamme à la fois performants et plus abordables.

De manière révélatrice, Toyota vient d'annoncer sa nouvelle feuille de route en matière électrique, et elle est impressionnante. Le constructeur japonais veut commercialiser dès 2026 des voitures équipées de nouvelles batteries LFP 40 % moins chères que les batteries actuelles, capables de parcourir une distance de 600 km d’une seule traite. Avec cette technologie, une recharge de 80 % sera possible en 30 minutes. Et Toyota prévoit pour 2028 la grande rupture technologique et industrielle vers des batteries à électrolyte solide qui permettront de parcourir plus de 1 000 km, avec une recharge (grâce à de nouvelles bornes de recharge de 600 kwh) d'environ 10 minutes pour retrouver jusqu'à 80 % de charge.

A côté des batteries LFP, Le leader mondial de la production de batteries, le Chinois CATL, a présenté au dernier Salon de Shanghai une nouvelle génération de batteries appelée sodium-ion. L’objectif de cet accumulateur est de se passer de lithium, une ressource limitée face à l'augmentation rapide du parc de véhicules électriques. Les chercheurs se sont donc tournés vers des solutions alternatives, comme le sodium, 1 000 fois plus abondant que le lithium mais aussi meilleur marché. En dépit de sa densité énergétique, inférieure à celle du lithium-ion (impliquant une autonomie inférieure), cette technologie, comme l'approche LFP, est prometteuse, surtout en milieu urbain. CATL annonce une longévité de 800 000 km et 18 ans. Cette chimie serait aussi moins sensible aux variations de températures et notamment au froid. Elle permet également des recharges rapides : 15 minutes suffiraient pour récupérer 80 % de capacité. Mais l’argument majeur réside dans une baisse des coûts de production d’environ 20 %.

Ces batteries Sodium-ion pourraient proposer des capacités allant jusqu'à 50 kWh, ce qui permet d'atteindre une autonomie de 250 km, suffisante pour les déplacements urbains En novembre dernier, le fabricant suédois Northvolt AB a présenté une batterie sodium-ion, exempte de cobalt, de nickel, de lithium et de graphite, et reposant sur « une anode en carbone dur et une cathode basée sur le blanc de Prusse (qui ,permet un déplacement rapide des électrons) ». La cellule de batterie utilisée par Northvolt AB dispose d’une densité énergétique de 160 Wh/kg (contre 250 Wh/kg pour les batteries au lithium), ce qui permet, malgré une baisse de la densité, une autonomie de 400 km.

C’est dans ce contexte que l’équipe du Professeur Jeung Ku Kang du KAIST (Centre Sud-Coréen de Recherche Technologique) a présenté, il y a quelques semaines, une batterie au sodium à recharge rapide (Voir EurekAlert). Cette batterie dispose non seulement d'une excellente densité énergétique de 247 WH/kg mais se distingue également par sa capacité à se recharger en moins d’une minute, surpassant non seulement les autres types de batteries électriques mais égalant le temps nécessaire pour faire le plein de carburant d’un véhicule conventionnel. Cette performance est rendue possible grâce à une composition unique incluant du fer, de l’oxyde de graphène, et du sulfure de fer qui confère à la batterie une conductivité exceptionnelle.

Il y a quelques mois, des chercheurs de l’Illinois Institute of Technology (Illinois Tech), en collaboration avec l’Argonne National Laboratory, ont présenté un nouveau type de cellule Li-Air reposant sur un électrolyte solide hybride (polymère-céramique) qui conduit 15 fois mieux les ions lithium Li+ que les électrolytes liquides actuels. Cette nouvelle batterie atteint une densité massique record de 685 Wh/kg, soit trois fois plus que les cellules Li-ion NMC (Nickel, Manganèse, Cobalt, 230 Wh/kg) les plus utilisées dans les véhicules électriques d’aujourd’hui. Selon ces chercheurs, il sera possible d'atteindre, à l'horizon 2030, plus de 1 000 Wh/kg, soit des batteries Li-air 4 x plus légères que les batteries Li-ion NMC d’aujourd’hui ! Concrètement, cela se traduirait par des voitures électriques qui perdraient en moyenne 300 kg de poids et les chercheurs précisent qu'une seule mallette de moins de 10 kg de ces nouvelles batteries Lithium-Air pourrait permettre une autonomie de 100 km à une voiture électrique (Voir Illinois Tech).

Début 2024, une autre équipe américaine de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) a mis au point une nouvelle batterie au lithium métal très performante, qui peut être chargée et déchargée au moins 6 000 fois. Cette batterie, grâce à son anode constituée de nanoparticules de silicium peut être rechargée en quelques minutes (Voir Harvard).

Une équipe australienne de l’université Edith Cowan, en Australie, a présenté pour sa part il y a quelques mois une nouvelle batterie zinc-air constituée d’une électrode négative en zinc et d’une électrode positive à l’air. Ces chercheurs sont parvenus à surmonter les limites de longévité de ce type de batterie en utilisant une combinaison de carbone et de fer, bien moins chers que le cobalt et le lithium. « Les batteries rechargeables zinc-air (ZAB) sont promises à un grand avenir en raison de leur faible coût, de leur respect de l’environnement, de leur densité énergétique potentiellement élevée et de leur sécurité intrinsèque », souligne le Professeur Azhar qui dirige ces recherches.

D'ici 2030, les besoins en batteries devraient être multipliés par quatre et, dans cette perspective, les batteries Lithium-ion de 3ème génération à électrolyte liquide, même améliorées, atteindront leurs limites, physiques, énergétiques et écologiques. A ce titre, le projet européen ELIAS (Eléments Lithium Avancés tout Solide), dédié au développement de cette nouvelle génération de batteries à électrolyte solide, vise à accélérer la transition de rupture nécessaire vers des batteries solides moins chères, plus efficaces, à longue durée de vie et à impact réduit sur l'environnement. Ce projet, porté par la société Saft, et soutenu par France 2030, a été validé en janvier 2023 et s'étalera jusqu’en 2027. Il devrait contribuer à nous affranchir de l'écrasante et dangereuse domination chinoise dans ce domaine stratégique pour notre avenir.

Soulignons enfin l'initiative de Blue Solutions, filiale du Groupe Bolloré, représentant un investissement global de plus de 2,2 milliards d’euros. A terme, la gigafactory de Blue Solutions pourra atteindre une capacité annuelle de production de 25 GWh, soit l’équivalent de 250 000 véhicules/an, destinés aux consommateurs français et européens. Blue Solutions est aujourd’hui la seule entreprise en France à fabriquer des batteries solides Lithium-Métal à l’échelle industrielle. Cette initiative française vise également à s'affranchir de la mainmise chinoise grandissante et à conquérir notre autonomie technologique et industrielle dans la mise au point et la production industrielle des batteries solides de nouvelle génération (GEN4) qui offriront 40 % d’autonomie supplémentaire par rapport aux capacités des meilleures batteries lithium-ion. Il est en effet capital pour la France et l’Europe de retrouver leur souveraineté énergétique et d'être capables de fournir aux différents marchés de la mobilité électrique, qui sont en train de se développer rapidement, les batteries du futur plus performantes, moins coûteuses et plus respectueuses de l'environnement, qui vont contribuer de manière décisive à décarboner plus vite l'ensemble du secteur de la mobilité légère et des déplacements individuels.

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

e-mail : tregouet@gmail.com


TIC
Information et Communication
Google a développé une IA qui pourrait anticiper les catastrophes climatiques
Jeudi, 06/06/2024 - 05:00

Google annonce avoir développé sa propre IA dédiée au climat, baptisée SEEDS (pour “Scalable Ensemble Envelope Diffusion Sampler”). Google explique que SEEDS est un modèle capable de générer une multitude de prévisions météorologiques à grande échelle, de manière plus précise et surtout bien moins coûteuse que les prédictions traditionnelles. Cette technologie ouvre dès lors de nouvelles perspectives pour les sciences météorologiques.

L'importance de disposer de prévisions météorologiques précises à mesure que le climat change est devenu primordiale. C'est pourquoi Google a décidé d'investir dans l'information météorologique fiable. Cette IA offre la possibilité aux chercheurs d'analyser un très large éventail de résultats météorologiques possibles, mais aussi de prédire des catastrophes naturelles plusieurs jours ou semaines avant qu'elles ne se produisent. L'idée est ainsi de pouvoir alerter suffisamment à l'avance les populations afin qu'elles se préparent à l'éventualité d'une catastrophe naturelle.

Google Seeds utilise une approche inédite en s'appuyant sur l'IA générative. Sa force est de pouvoir identifier les premiers signes d'événements météorologiques rares et extrêmes. En effet, le modèle génère un ensemble de prévisions plus large et plus diversifié, permettant de mieux comprendre la gamme des scénarios météorologiques possibles. À terme, l'intégration de Google Seeds dans des systèmes de prévision météo déjà existants devrait permettre d'améliorer la communication des risques météorologiques aux populations.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Live Science

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Avenir
Nanotechnologies et Robotique
Première mondiale en chirurgie robotique : une auto-transplantation rénale
Mardi, 04/06/2024 - 05:30

L'Hôpital Maria Middelares de Gand a marqué une première mondiale le 27 mai en réalisant une auto-transplantation rénale intracorporelle à l'aide du système robotique da Vinci SP. Cette avancée s'inscrit dans le cadre de l'évolution de l'hôpital vers un "hôpital intelligent", prêt pour les soins du futur. Le da Vinci SP permet des interventions chirurgicales complexes via une seule incision, réduisant ainsi l'invasivité et accélérant la récupération des patients.

Après une période de formation, le Docteur De Kuyper et le professeur Decaestecker, urologues, ont pu traiter des patients dès le 21 mai, en réalisant les premières interventions chirurgicales en urologie, avec l’assistance du nouveau da Vinci SP pour enlever des tumeurs rénales. « Avec la technologie da Vinci SP, nous élargissons le champ des possibles afin de favoriser l'accès aux soins mini-invasifs pour différents profils de patients. Aujourd'hui, nos patients et notre hôpital bénéficient de tous les avantages de la chirurgie robot-assistée, avec une plateforme composée de systèmes robotiques multiports (da Vinci Xi) et du nouveau système robotique da Vinci SP de 4ème génération, qui offre des avantages complémentaires », explique le Docteur De Kuyper.

« Grâce à la nouvelle technique d’accès via une seule incision, nous pouvons atteindre et traiter plus facilement des organes situés plus profondément dans le corps, comme le rein ou la prostate. Cette incision unique minimise l’impact sur le patient et permet un temps de récupération plus rapide après la chirurgie. Nous sommes heureux d’annoncer que les premières opérations ont été réalisées avec succès. »

Le professeur Decaestecker a réalisé une première mondiale en utilisant le da Vinci SP pour une auto-transplantation rénale intracorporelle chez une jeune patiente de 18 ans souffrant de graves lésions urétérales. Cette procédure consistait à déplacer le rein plus près de la vessie pour corriger une importante lésion de l'uretère. « Le grand changement, est de pouvoir faire à la fois une greffe intracorporelle et une unique incision grâce au système robotique SP qui ne possède qu'un seul bras articulé. Cette méthode est moins invasive pour le patient et devrait permettre une récupération post-opératoire plus rapide. Autre avantage : l'intervention peut se dérouler entièrement à l'extérieur de l'abdomen et le patient peut rester couché sur le dos dans une position naturelle. C’est important car le patient peut désormais être opéré dans une position plus confortable, avec moins de complications intestinales ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Maria Middelares

Un nouveau robot pour fabriquer les traitements anticancéreux
Mardi, 04/06/2024 - 05:10

Un robot appelé THOR, pour Thérapeutique Oncologique Robotisée, est entré en service, depuis quelques mois, dans la pharmacie du centre anticancéreux Baclesse de Caen. Il n'existe encor que six robots de ce type en France et cette étonnante machine est capable de fabriquer des traitements de manière rapide et sécurisée. « THOR, c'est aussi un clin d'œil à la mythologie nordique, à ce Viking qui a une attache par rapport à la Normandie », explique Fabienne Divanon, chef du service de pharmacie du centre Baclesse. « C'est aussi une manière de le personnifier. Thor, c'est un vrai collaborateur très clairement, il y a une vraie interface, un vrai binôme, une réelle collaboration avec un opérateur donc on a voulu lui donner des caractéristiques humaines ».

En 2023, la pharmacie du Centre a produit plus de 39 000 traitements injectables, soit environ 160 préparations par jour, dont 50 % préparés par ce nouveau robot. « Un des objectifs c'était d'optimiser les flux de production donc de mettre à disposition ces préparations un peu plus rapidement et in fine d'améliorer les délais d'attente des patients », indique Fabienne Divanon. « On est dans un contexte où il y a une demande croissante de ces traitements et la robotisation s'inscrit vraiment dans ce cadre-là ».  Le robot “THOR” fabrique les traitements avec un niveau de sécurité optimal. Il est équipé de capteurs qui garantissent l'identification de tous les composants et possède une balance de précision, pour contrôler l'exactitude de la dose, à tous les stades du processus de préparation.

Le robot répond également aux besoins croissants de l'activité du Centre. Il travaille essentiellement sur les doses standards qui représentent 56 % des traitements administrés dans l'établissement. Pour les 44 % restants, c'est un opérateur humain qui continue de fabriquer les préparations “sur mesure”. L'arrivée du robot dans le Centre Baclesse a changé le métier de préparateur en pharmacie. Tout le processus de production a été digitalisé, de la prescription à la traçabilité de l'administration. Le centre caennais est le premier en France à avoir interfacé son logiciel de prescription. En 2023, le Centre Baclesse de Caen a accueilli plus de 27 000 patients. Il compte 1 155 professionnels, dont 156 médecins et chercheurs. Il a été certifié en A par la Haute autorité de santé en octobre 2019 pour six ans, soit le niveau le plus élevé.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

FR3

À Toulon, comment le robot Buddy permet à un élève gravement malade d’être en classe
Mardi, 04/06/2024 - 05:00

Buddy est un élève un peu particulier. Ce jour-là, on l’aide à prendre place sur un banc de l’école maternelle Jean-Aicard, où il restera immobile pendant une demi-heure. À tour de rôle, les grandes sections de "maîtresse Clara" s’approchent de lui pour lui glisser quelques mots gentils. Certains enfants promettent de lui faire “un dessin avec des cœurs”. Le robot blanc, haut comme trois pommes, pivote la tête et remercie tout le monde.

Derrière ce visage numérique aux yeux doux, se cache en réalité William, cinq ans, atteint d’une maladie grave. Dans l’incapacité de tenir sa place dans "la classe des éléphants" depuis la rentrée, le petit Toulonnais peut ainsi, grâce à cette solution technologique novatrice, continuer à suivre un enseignement à distance. Et rester en contact avec ses camarades.

« C’est un robot de téléprésence déployé dans le cadre du programme TED-i – Travailler ensemble à distance et en interaction – lancé en 2020 par l’Éducation nationale », explique David Ragot. Le référent du dispositif sur l’académie annonce une trentaine d’appareils comme celui-ci déployés dans le Var et les Alpes-Maritimes, dans le premier et le second degré. « Il est utilisé sur demande de l’établissement, lorsqu’un élève est empêché pour une maladie nécessitant plus d’un mois d’absence », poursuit-il. « C’est une interface qui vient en complément d’un appui pédagogique ». Afin d’assurer le suivi des apprentissages, Clara Finkelstein, la maîtresse de William, se rend ainsi au domicile du petit garçon deux fois par semaine.

Concrètement, Buddy est équipé d’une caméra et d’un micro qui permettent à l’enfant de voir et d’entendre ceux qui interagissent avec lui. De son côté, William contrôle l’appareil avec une tablette, pour parler, faire bouger l’androïde, changer son avatar… si son état de santé le permet. Ces dernières semaines, le robot de soixante centimètres est souvent resté débranché. « Au-delà de l’aspect instruction, cela contribue à maintenir un lien avec la classe, surtout en maternelle », précise David Ragot. « Mon fils attend toujours avec impatience ce moment où il revoit ses copains », abonde le papa de William. Rien de tel, sans doute, qu’une ribambelle de sourires pour oublier à la fois les tracas du quotidien et les murs blancs de l’hôpital.

À voir les visages ravis des enfants de grande section, nul doute que ses camarades apprécient tout autant le moment. « Ils aiment l’idée d’avoir un robot en classe, même si j’ai dû rapidement leur expliquer que ce n’était pas pour jouer », raconte Clara. « Désormais ils ont compris que c’était William. Ils sont heureux de pouvoir échanger avec lui un ou deux jours par semaine, quand il n’est pas trop fatigué ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Var Matin

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Matière
Matière et Energie
Première radiographie au monde d’un seul et unique atome
Mercredi, 05/06/2024 - 06:58

Pour la toute première fois, des chercheurs sont parvenus à visualiser et étudier un atome seul grâce aux rayons X. Une innovation qui aurait été impossible sans un détecteur spécialisé et une technique tout à fait remarquable imaginée et mise au point par une équipe de chercheurs de l’Université de l’Ohio et du Laboratoire national d’Argonne.

C’est en insérant des atomes de fer et de terbium (un métal des terres rares) dans des molécules spécifiques ayant la capacité de les accueillir et/ou les entourer que les scientifiques ont pu observer d’une part la présence même de ces atomes et d’autre part leur comportement chimique. Une fois en place dans son hôte moléculaire, les chercheurs ont ainsi pu découvrir que l’atome de terbium reste isolé et stable. Ce qui indique que l’atome n’interagit que faiblement avec son environnement moléculaire. A contrario, placé dans sa molécule hôte, l’atome de fer affiche des interactions chimiques nettement plus dynamiques avec les atomes qui l’entourent, tant des liaisons chimiques avec d’autres atomes présents dans la molécule que des échanges d’électrons.

Cette prouesse vient ouvrir la voie à nombre d’applications potentielles. En pouvant ainsi observer les atomes et leurs interactions au sein de la matière, les scientifiques pourraient, à terme, concevoir des matériaux plus performants, plus résistants et plus durables. Des domaines comme l’ingénierie des matériaux, l’aérospatiale, l’électronique et d’autres ont toujours besoin de matériaux plus performants et spécifiques. En améliorant leur compréhension des atomes à un tel niveau, les scientifiques pourraient aussi mettre au point des techniques de détection plus efficaces pour la pollution, les substances toxiques ou encore les corps étrangers dans le corps humain.

Et dans le domaine du médical, on comprend facilement que le diagnostic et le traitement des maladies pourraient avancer à pas de géants. Si l’on est capable de comprendre la composition chimique des substances biologiques et des médicaments au niveau atomique, concevoir des médicaments plus efficaces et mieux ciblés devrait être plus aisé. Oncologie, neurologie, pharmacologie, toutes les spécialités de la médecine pourraient en profiter.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

24matins

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Terre
Sciences de la Terre, Environnement et Climat
Dérèglement climatique : 26 jours de chaleur extrême supplémentaires en moyenne sur un an
Jeudi, 06/06/2024 - 05:30

Selon un rapport du Centre climatique de la Croix Rouge Internationale, le changement climatique a causé en moyenne 26 jours de chaleur extrême supplémentaires à travers le monde au cours des douze derniers mois. Pour déterminer le nombre de jours de canicule "excédentaires" à cause des émissions de gaz à effet de serre de l'humanité, le rapport, établi avec le réseau scientifique World Weather Attribution (WWA) et l'ONG Climate Central, a comptabilisé, entre le 15 mai 2023 et le 15 mai 2024, les jours où des régions ont connu des températures supérieures à 90 % de celles enregistrées sur la période 1991-2020. Les scientifiques ont ensuite analysé, grâce à une méthode validée par leurs pairs, l'influence du changement climatique sur chacune de ces journées excessivement chaudes.

Ils en ont conclu qu'en moyenne dans le monde, 26 de ces journées avaient enregistré une température extrême rendue deux fois plus probable par l'effet du réchauffement climatique, leur permettant de les classifier comme un jour de chaleur "excédentaire".

La grande majorité de la population mondiale a subi des canicules, puisque 6,3 milliards de personnes, soit environ 78 % de l'humanité, ont connu au moins 31 jours de chaleur extrême sur l'année écoulée. Au total, 76 vagues de chaleur extrême ont été relevées dans 90 pays différents, sur tous les continents à l'exception de l'Antarctique, estiment les scientifiques.

 « Il est connu que des dizaines de milliers de personnes sont mortes à cause de la chaleur extrême sur les 12 derniers mois, mais le bilan véritable se compte probablement en centaine de milliers ou en millions », estime l'organisation, car les canicules « exacerbent des problèmes de santé antérieurs ». En Europe, une étude de référence avait attribué le décès de 61.672 personnes aux canicules de l'été 2022. La chaleur extrême « provoque des ravages sur la santé humaine, les infrastructures essentielles, l'économie, l'agriculture et l'environnement », déplore Aditya V. Bahadur, directeur du Centre climatique de la FICR.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

IFRC

Le ralentissement sensible du courant océanique AMOC pouvait avoir de graves conséquences sur le climat
Mardi, 04/06/2024 - 05:40

Un groupe de chercheurs, dirigé par Alexey Mishonov de l'Université du Maryland, a révélé dans une récente étude un ralentissement significatif d'une importante circulation océanique. Cette découverte pourrait avoir des répercussions majeures sur le climat mondial. Ces nouvelles découvertes révèlent les origines du courant le plus puissant sur Terre.

Dans leur étude, les scientifiques ont analysé des données s'étendant sur plusieurs décennies, fournies par l'Atlas mondial des océans de l'Administration nationale océanique et atmosphérique (NOAA). Ces données concernent la Circulation Méridienne de Retournement Atlantique (AMOC), un système de courants, incluant le Gulf Stream, essentiel pour la redistribution de la chaleur dans les océans. Leur recherche montre que jusqu'en 1994, l'AMOC restait stable, mais a commencé à faiblir au milieu des années 90. Cette diminution de vitesse est attribuée au réchauffement continu de la surface des océans et aux changements de salinité dans leurs couches supérieures. Un ralentissement de l'AMOC signifie une réduction des échanges thermiques entre les océans et l'atmosphère, pouvant entraîner un réchauffement des régions chaudes et un refroidissement des zones froides, avec des impacts potentiels sur le climat global, l'élévation du niveau de la mer et les écosystèmes marins.

Cette étude met en lumière l'importance de l'AMOC dans la régulation du climat de la Terre. Bien que le scénario catastrophe dépeint dans le film "Le Jour d'après", avec un arrêt soudain des courants océaniques, soit considéré comme de la pure fiction par la communauté scientifique, les auteurs de l'étude soulignent que les conséquences d'un ralentissement important de l'AMOC pourraient être significatives et imprévisibles. L'analyse des données de l'Atlantique Nord révèle également une variabilité climatique régionale complexe, avec des températures et des salinités changeantes au fil des décennies, soulignant l'importance d'une compréhension approfondie de ces dynamiques pour prédire l'avenir du climat. L'équipe de recherche prévoit d'étendre son étude à d'autres régions des océans mondiaux pour mieux comprendre les variations de température et de salinité à long terme et leur impact sur les courants océaniques.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Frontiers

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Vivant
Santé, Médecine et Sciences du Vivant
Un ancien médicament contre le diabète s'avère efficace contre l'insuffisance cardiaque
Jeudi, 06/06/2024 - 05:20

En France, on estime qu'un million et demi de personnes souffrent d'insuffisance cardiaque et que cette pathologie entraîne 70 000 décès chaque année. Cette incapacité soudaine du cœur à pomper correctement le sang peut être très grave. Mais des scientifiques américains de l'université Vanderblit de Nashville ont  présenté un traitement prometteur pour la prendre en charge.

Ce traitement repose sur le repositionnement d'un ancien médicament bien connu, la dapagliflozine, déjà approuvé par les autorités sanitaires américaines pour le traitement du diabète de type 2. Cette fois, les chercheurs montrent son efficacité dans la prise en charge de l’insuffisance cardiaque aigüe. « La dapagliflozine est un inhibiteur du cotransporteur sodium-glucose 2 (SGLT2) qui agit sur les reins pour augmenter l'élimination du sodium et du glucose de l’organisme », précisent les auteurs. Des travaux précédents ont prouvé qu'il permet de réduire le risque d'hospitalisation pour insuffisance cardiaque et de décès chez les patients présentant de graves problèmes de santé, notamment des troubles rénaux ou une maladie cardiovasculaire.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EurekAlert

Un vaccin contre le staphylocoque doré pourrait révolutionner la lutte contre les infections
Jeudi, 06/06/2024 - 05:10

Les infections résistantes aux antibiotiques tuent 35 000 personnes en Europe, soit autant que la grippe, la tuberculose et le VIH/SIDA réunis. A l'échelle de la planète, l'antibiorésistance entraîne le décès d'environ 1 million de personnes chaque année, selon l'OMS. Pour tenter d'enrayer ce fléau, l'une des pistes serait de trouver un vaccin contre les bactéries qui résistent aux antibiotiques. Un espoir dont vient de se rapprocher une équipe de la Michigan State University. Elle vient de mettre au point un vaccin contre le staphylocoque doré et le staphylocoque doré résistant à la méticiline (un antibiotique), deux souches largement responsables d'infections mortelles. Et son modèle de vaccin, très flexible, pourrait permettre de cibler de nombreuses autres bactéries.

Si la découverte des antibiotiques a permis d'améliorer l'espérance de vie, son utilisation a peu à peu installé un problème majeur de santé publique : la résistance aux antibiotiques. A force d'être exposées à cette classe de médicaments, les bactéries développent des mécanismes de défense et mutent. Elles échappent alors à l'action des antibiotiques et continuent de proliférer dans l'organisme. En se multipliant, la bactérie va transmettre sa résistance aux antibiotiques à sa descendance.

Pour couper court à ce cercle vicieux, le vaccin constitue une piste prometteuse. A la base de chaque vaccin, on trouve un antigène, le morceau de virus que l’organisme ou que le vaccin peut identifier afin de l’attaquer. Le corps ou le vaccin l’identifie comme corps étranger et peut créer des anticorps pour combattre l’infection. La plupart des vaccins que nous connaissons utilisent une protéine comme antigène. 

Cette fois, l’équipe de la Michigan State University a choisi de se baser sur un glucide. On trouve une couche de glucide à la surface de presque toutes les bactéries. Cette enveloppe collante leur sert à s’attacher aux surfaces autour d’elles. Or, autour du staphylocoque doré, mais aussi chez de nombreuses autres bactéries, se trouve un glucide appelé PNAG. « On sait déjà qu’il joue un rôle crucial dans la virulence de la bactérie. Sans lui, la survie de la bactérie est largement réduite. C’est donc plus difficile pour elle de muter. Et c’est donc très difficile d’échapper au système immunitaire », explique à Sciences et Avenir le Professeur Xuefei Huang, spécialisé en ingénierie biomédicale et en chimie et qui signe ces travaux.

Les glucides en général, y compris PNAG, sont un peu comme une mosaïque. Il existe une myriade de façons d’arranger leurs molécules mais seulement quelques-unes d’entre elles auront les effets recherchés par les chercheurs. Modifier rien qu’un élément peut changer la performance de PNAG comme un potentiel antigène. Après avoir créé 32 différentes structures, l’équipe a identifié deux combinaisons particulièrement prometteuses.

Maintenant que la porte d’entrée de la bactérie a été identifiée, impossible d’envoyer l’antigène tel quel dans les cellules. Il lui faut, pour arriver à bon port, être transporté par un vaisseau adapté. Pour envoyer PNAG dans l’organisme, l’équipe s’est basée sur une plate-forme de bactériophage, un virus capable d’infecter les bactéries. Appelé Qbeta, il a été modifié afin qu’on puisse le lier avec un glucide et porter un PNAG jusque dans l'organisme. Un choix d’autant plus important que PNAG seul n’est pas capable de provoquer une réponse immunitaire forte. Mais Qbeta, lui, arrive à muscler cette réaction afin que la protection soit plus forte.

Testée chez la souris, la combinaison bactériophage et glucide a montré une protection très élevée contre le staphylocoque doré et le staphylocoque résistant à la méticiline. Le vaccin est désormais en train d’être testé sur l’Homme dans un essai clinique. Il n'aura pas vocation à annuler l’antibiorésistance chez le patient. Mais plutôt à être administré très en amont dans la vie, afin de tuer les bactéries dangereuses, qu’elles soient déjà résistantes aux antibiotiques ou non. « Quand les essais cliniques seront terminés, nous proposerons de l’administrer aux enfants pour les protéger d’infections dangereuses, comme on le fait déjà pour la poliomyélite ou les infections à pneumocoques dans les cliniques », détaille le Professeur Huang.

Comme le glucide PNAG est retrouvé à la surface de nombreuses bactéries, l’équipe espère faire d’une pierre deux coups. Ce vaccin pourrait potentiellement être efficace contre de nombreux types de bactéries, pas seulement le staphylocoque doré. Si l'équipe y parvenait, il pourrait donc devenir un vaccin à large spectre, qui cible de multiples pathogènes dangereux pour l’humain.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EurekAlert

Un médicament contre le VIH pourrait aider à traiter la maladie d’Alzheimer
Mercredi, 05/06/2024 - 07:04

La maladie d’Alzheimer, la forme de démence la plus courante, reste incurable à ce jour et touche plus de 50 millions de personnes dans le monde. Des chercheurs du Sanford Burnham Prebys de San Diego (Etats-Unis) viennent pourtant de découvrir une piste inattendue. Ils se sont ainsi penchés sur le rôle d’une enzyme appelée transcriptase inverse. Cette dernière est capable de convertir l’ARN en ADN. Elle est utilisée par le VIH pour détourner génétiquement les cellules humaines et provoquer une infection chronique. C’est pourquoi il existe aujourd’hui des médicaments nommés “inhibiteurs de la transcriptase inverse” pour traiter le VIH. Or cet enzyme est également présent dans le VIH.

Partant de ce constat, l’équipe a cherché à savoir si ce type de traitement pouvait se montrer efficace contre le risque de démence. Ils ont pour cela analysé les dossiers médicaux de plus de 225 000 patients, dont 80 000 étaient séropositifs, traités avec des médicaments anti-VIH inhibiteurs de la transcriptase inverse. Et les résultats sont étonnants : les patients séropositifs sous traitement présentaient un risque significativement plus faible de développer la maladie d’Alzheimer que la population générale (2,46 pour 1 000 dans le groupe séropositif contre 6,15 pour 1 000 en population générale). « Ce que nous avons observé est très rudimentaire », reconnaissent les auteurs. « La prochaine étape consistera à identifier quelles versions des transcriptases inverses sont à l’œuvre dans la maladie d’Alzheimer afin que des traitements plus ciblés puissent être découverts ».

SBP

Cancer du sein triple-négatif : Curie lance un essai clinique pour un nouveau traitement
Mercredi, 05/06/2024 - 06:59

Les premières patientes viennent d’être inclues dans cette étude clinique innovante et prometteuse, co-construite par les cliniciens et les chercheurs, qui s’inscrit dans le projet IHU "Institut des cancers des femmes" fondé par l’Institut Curie avec l’Université PSL et l’Inserm. Baptisée Skyline, cette étude va inclure 160 femmes atteintes de cancer du sein triple-négatif : 80 en phase précoce (sans métastases) et 80 étant en situation métastatique.

Le volet diagnostique utilise une méthode innovante et inédite en France : celle de l’imagerie par TEP-scan corps entier avec un nouveau radiotraceur FAPI (détectant les fibroblastes associés au cancer surexprimant la protéine FAP). Toutes les patientes de l’étude bénéficieront de ce nouveau type d’examen d’imagerie pour la détection et la caractérisation de leur maladie.

« Nous espérons que ce nouvel outil diagnostique montrera une sensibilité supérieure au TEP-scan classique et permettra de détecter la présence de métastases et d’évaluer plus précisément la taille de la tumeur. FAPI est un radiotraceur qui détecte une population particulière de cellules, les fibroblastes FAP+, très abondantes dans les tumeurs agressives, impliquées dans la propagation métastatique et les résistances aux immunothérapies. Issu des recherches que nous menons depuis 15 ans à l’Institut Curie sur ces fibroblastes FAP+, ce nouveau radiotraceur est utilisé pour la première fois en France ».

L’espoir est évidemment de montrer que ce nouvel examen d’imagerie, non invasif, précise au mieux l’extension tumorale, voire qu’il soit prédictif de l’efficacité des traitements chez les patientes atteintes de cancer du sein triple-négatif. Le volet thérapeutique de l’étude, mené en partenariat avec Roche et l’Institut Roche, va associer deux immunothérapies destinées à « déverrouiller » le système immunitaire en ciblant 2 mécanismes différents mais complémentaires, PD-L1 et TIGIT, par l’atezolizumab et le tiragolumab, en plus de la chimiothérapie et avant la chirurgie (pour les patientes sans métastases). Il s’agit d’un essai de phase II qui évaluera, chez toutes les patientes de l’étude, l’activité anti-tumorale de ce nouveau traitement (réponse et survie).

« En libérant certaines capacités du système immunitaire, l’immunothérapie est un traitement des maladies métastatiques qui a fait ses preuves. Cependant de nombreuses patientes n’en tirent pas un bénéfice durable car le cancer joue sur de nombreux mécanismes d’action pour échapper au traitement. En associant ces deux immunothérapies, nous espérons lever les freins du système immunitaire et favoriser son action anti-tumorale pour obtenir une réponse thérapeutique et une meilleure survie ».

L’essai, ouvert à l’Institut Curie sur les deux sites hospitaliers, est coordonné à Paris par le Docteur Florence Coussy, et à Saint-Cloud par le Docteur Diana Bello-Roufai, toutes deux médecins du département d’Oncologie médicale. Les premiers résultats de Skyline sont attendus dans 3 ans et les résultats complets d’ici 5 ans.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Institut Curie

La vitamine D renforce la réponse immunitaire des souris face au cancer
Mercredi, 05/06/2024 - 06:56

Des chercheurs britanniques de l'institut Francis Crick et de l'université de Manchester ont montré qu'un régime alimentaire riche en vitamine D influence la composition du microbiote intestinal chez la souris. Plus précisément, cette vitamine – synthétisée lors de l'exposition au soleil ou obtenue par l'alimentation – agit sur les cellules épithéliales de l'intestin, lesquelles favorisent l'augmentation d'une bactérie appelée Bacteroides fragilis. Les chercheurs écrivent que ce microbe permet in fine aux souris de mieux résister à la croissance tumorale (les tumeurs transplantées chez l'animal se développent moins) et de répondre plus efficacement à l'immunothérapie contre le cancer. Les résultats présentent donc la vitamine D comme un déterminant potentiel de l'immunité contre le cancer et du succès de l'immunothérapie, mais les chercheurs ne savent pas encore comment.

Des études antérieures avaient déjà montré  un lien entre les niveaux de vitamine D et le risque de cancer chez l'humain, sans preuve concluante. Bien que Bacteroides fragilis soit également présente dans le microbiote humain, d'autres recherches sont nécessaires pour comprendre si la vitamine D contribue aussi à fournir une certaine résistance immunitaire au cancer chez l'Homme.

« Une question clé à laquelle nous essayons actuellement de répondre est de savoir comment la vitamine D favorise un “bon” microbiote », a déclaré Evangelos Giampazolias, premier auteur de l'étude et chef du groupe d'immunosurveillance du cancer au Cancer Research UK Manchester Institute. Si nous parvenons à répondre à cette question, nous pourrions découvrir de nouvelles façons dont le microbiote influence le système immunitaire, ce qui pourrait offrir des possibilités intéressantes pour la prévention ou le traitement du cancer ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science

Un nouveau traitement prometteur contre le paludisme
Mercredi, 05/06/2024 - 06:53

Des chercheurs du NIH, l'Institut National de la Santé des Etats-Unis, ont annoncé des résultats très encourageants de l'essai clinique d'un nouvel anticorps monoclonal contre le paludisme. Cet essai d’efficacité s’est déroulé au Mali de juillet 2022 à janvier 2023 et a concerné 225 enfants. L'essai a évalué deux niveaux de dose, avec 19 % du groupe ayant reçu une dose de 300 mg et 28 % du groupe ayant reçu une dose de 150 mg. Résultats : une efficacité protectrice de 77 % dans le premier groupe et de 67 % dans le second groupe. En revanche, parmi les enfants qui ont reçu le placebo, 81 % ont été infectés par Plasmodium falciparum et 59 % ont eu un paludisme symptomatique au cours de la période d’étude de six mois.

Les auteurs notent que l’essai a démontré pour la première fois qu’une dose unique d’un anticorps monoclonal administrée par injection sous-cutanée peut fournir une protection de haut niveau contre le paludisme chez les enfants dans une zone de transmission intense du paludisme. Rappelons qu'en 2022, le parasite P. falciparum a causé la majorité des près de 250 millions de cas estimés de paludisme dans le monde et la plupart des plus de 600 000 décès dus au paludisme, selon l’Organisation mondiale de la santé. La plupart des cas et des décès dus au paludisme concerne les enfants en Afrique.

Les parasites du paludisme tels que P. falciparum sont transmis à l’homme par les piqûres de moustiques. Ce nouveau traitement vient compléter la nouvelle panoplie scientifique et médicale contre le paludisme, avec l'arrivée récente du nouveau vaccin d'Oxford, efficace à 76 % contre le paludisme, et testé avec succès dans plusieurs pays d'Afrique, et les nouvelles générations de moustiquaires très efficaces, imprégnées de deux insecticides différents.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

NIH

L'IA réinvente la mammographie
Mardi, 04/06/2024 - 05:50

À l'occasion du salon VivaTech, la start-up Hope Valley AI, qui vient d'être créée à La Rochelle, a présenté la première version d'une application smartphone qui devrait faciliter la détection précoce des signaux faibles d'anomalies mammaires, précurseurs d'un cancer. « Les études ont montré qu'un nombre significatif de patientes ayant déclaré un cancer du sein avaient auparavant des symptômes très ténus et non visibles. Cette application sera donc destinée à sensibiliser et guider les femmes, grâce à une IA conversationnelle, pour un premier auto-examen clinique », détaille Hakima Berdouz. L'application sera officiellement lancée à l'occasion de la prochaine campagne "Octobre rose" de sensibilisation au cancer du sein.

L'entreprise voit déjà plus loin et son application smartphone doit constituer la première brique pour développer « une médecine préventive ultra-personnalisée ». La seconde sera un système de « mammographie du futur ». A l'inverse des appareils actuels, la "Mammope" en préparation n'utilisera pas les rayons X mais un système d'imageries multimodales (ultrasons, thermographie infrarouge, vision par ordinateur) et fera appel à l'intelligence artificielle. Hakima Berdouz, à l'origine du projet, ne vient pas de la santé mais du monde du nucléaire. Cette ingénieure chercheuse, spécialiste de l'ingénierie mathématique du risque, a travaillé près de 25 ans au CEA afin d'anticiper les problèmes rencontrés au sein des centrales nucléaires, notamment en s'appuyant sur l'IA. Ce sont ces compétences et technologies qu'elle applique désormais à la santé. En 2020 en effet, le CEA demande à ses chercheurs de proposer des pistes de lutte contre la pandémie de Covid, et plus largement en faveur de la santé.

Hakima Berdouz a d'abord appliqué ses travaux à une maladie rare auto-immune, le lupus systémique. Le projet associe pendant deux ans l'AP-HP, l'Université Sorbonne Nouvelle et le Centre national des maladies auto-immunes. « J'ai vérifié que cela permettrait peut-être de sauver des vies. Ce fut une révélation », se rappelle-t-elle. A partir de 2022, elle travaille sur le cancer du rein qui, à la différence du lupus systémique, a une dimension génétique. Elle fait tourner son algorithme sur une base de données américaine.

« Nous sommes parvenus à prédire la survenue à deux ans d'une forme de cancer agressif. Et ce à partir de l'expression d'une dizaine de gènes quand les méthodes précédentes exigeaient d'en analyser des centaines », précise-t-elle. La chercheuse se mue alors en entrepreneuse en ciblant le cancer du sein mais en choisissant une stratégie alternative. Alors que la plupart des start-up qui parient sur l'IA pour détecter cette maladie le font à partir des systèmes d'imagerie actuels, Hope Valley AI fait le pari d'un nouvel appareil. L'appareil est développé en partenariat avec Aurys Industrie et le groupe Doliam. Une première étude clinique de 24 mois va être lancée au CHU de Tours.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Les Echos

La clé de la régulation de la structure de l’ADN décryptée
Mardi, 04/06/2024 - 05:20

Une équipe de recherche française de l’Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC), structure conjointe de l’université de Strasbourg, le CNRS et l’Inserm, vient de décrire pour la première fois les mécanismes d’intervention de la topoisomérase, une famille d’enzymes qui joue un rôle-clé dans la régulation de la structure de l’ADN, en se fixant sur ses enroulements pour libérer l’information génétique.

« L’ADN n’est pas tout nu dans les cellules, il est parcouru par différentes molécules lors du cycle de vie cellulaire et cela peut créer des nœuds, ou problèmes topologiques. Le rôle des topoisomérases II consiste à dénouer ces nœuds », explique Valérie Lamour. Son équipe travaille depuis longtemps sur la détermination de l'architecture moléculaire de l'ADN gyrase d'E. coli, une topoisomérase bactérienne. Cette enzyme, gigantesque avec ses 400 000 Dalton, est cruciale pour le dénouement des nœuds topologiques dans l'ADN, mais son mécanisme d'action n’avait jusqu’à présent jamais été observé.

Pour cela, les scientifiques ont eu recours à une technologie ingénieuse : la création de minicercles d’ADN surenroulés afin d’imiter le chromosome bactérien, astuce pour laquelle ils ont bénéficié de l’expérience de leurs collaborateurs de l’équipe du Docteur Lynn Zechiedrich (Baylor College of Medecine Houston, USA). Par différentes étapes biochimiques, ils ont introduit dans ce minicercle des torsions qui conduisent à des enchevêtrements et croisements de la double hélice d’ADN sur elle-même, similaires à ceux observés dans les processus cellulaires normaux, mais amplifiés pour les besoins de l'expérimentation.

« Avec Marlène Vayssières, chercheuse post-doctorante dans mon équipe, nous avons mimé ce mécanisme in vitro et mis cet ADN surenroulé en présence de l’enzyme bactérienne », décrit la chercheuse. « Nous avons ensuite bénéficié de l'expertise de Nils Maréchal, ingénieur CNRS à l’IGBMC, pour accrocher un grand nombre de ces complexes sur les grilles de microscopie, améliorant ainsi considérablement notre capacité à les observer et à analyser leurs interactions avec précision ». L’équipe de Valérie Lamour a ensuite utilisé une technologie de pointe, le Titan Krios, un appareil de microscopie électronique à transmission, un des premiers installés en France et hébergé au sein de la plate-forme de l’infrastructure nationale et européenne FRISBI/Instruct-ERIC à l’IGBMC. Grâce à cette technologie de pointe, les chercheurs ont pu étudier comment la topoisomérase se fixe sur un croisement d’ADN, une étape du mécanisme jamais observée auparavant.

Et ce n’est pas tout. Les observations ont révélé que l’enzyme se fixe préférentiellement sur des croisements d'ADN enroulés positivement. « Il y a deux sens d’enroulement pour l’ADN, positif ou négatif. L’ADN surenroulé chez les bactéries est habituellement surenroulé négativement car cela facilite l’ouverture de la double hélice et permet un accès facilité à l’information génétique par les différentes machineries cellulaires. Le surenroulement positif au contraire limite l’ouverture de la double hélice et bloque les machineries. « Nous avons choisi de générer un surenroulement négatif pour nos minicercles d’ADN. Or nous avons observé que l’enzyme a fixé un croisement positif », ajoute Valérie Lamour.

Une découverte confirmée par Marc Nadal, collaborateur de l'équipe de recherche à l'ENS Paris – Université Paris Cité, qui s’est appuyé sur une autre technique, appelée "pinces magnétiques", permettant de mesurer les fluctuations d’un brin d’ADN en réponse à la présence des enzymes. Ils ont pu mesurer qu’il s’agissait bien d’un croisement positif, une hypothèse formulée il y a plus de 40 ans lors de la caractérisation de ces enzymes. Les topoisomérases bactériennes étant des cibles d’antibiotiques et les topoisomérases humaines, des cibles de chimiothérapie du cancer, cette découverte ouvre de nombreuses perspectives thérapeutiques.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CNRS

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