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Edition du 28 Juillet 2017
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Edito
Les vaccins : plus que jamais un outil préventif et thérapeutique majeur !
Chers lecteurs,
Comme chaque année, RTFlash se met au vert et prend un peu de repos.Je tiens à remercier tous nos lecteurs pour leur fidélité qui nous encourage à continuer cette modeste publication dont le seul but est de faire connaître et aimer la science et les nouvelles technologies. Nous serons heureux de vous retrouver le vendredi 8 septembre pour notre Lettre de rentrée. D'ici là, excellentes vacances à tous, pleines de lectures scientifiques bien sûr...
Bien cordialement
René Trégouët
Sénateur Honoraire
Directeur de la Publication
EDITO
Chacun sait que les vaccins constituent une arme préventive irremplaçable contre de nombreuses maladies et qu’ils permettent de sauver, selon l’OMS, entre deux et trois millions de vies par an dans le monde, dont une moitié d’enfants.
Pour la seule rougeole, maladie très contagieuse, l’amélioration de la couverture vaccinale au niveau mondial a permis de réduire des trois quarts le nombre annuel de nouveaux cas, qui est tombé en 15 ans à 114 900. Une étude de l’OMS estime à 17,1 millions le nombre de vies sauvées depuis 2000, en grande partie grâce à l’augmentation de la couverture vaccinale contre cette maladie virale hautement contagieuse.
S’agissant de l’hépatite B, responsable d’environ 900 000 morts par an dans le monde, la généralisation progressive d’un vaccin, disponible depuis 1982, a permis de couvrir environ 84 % des enfants. Résultat : la proportion d’enfants infectés est passée de 4,7 % avant son introduction au cours des années 1980 et 1990 à 1,3 % au niveau mondial en 2015, selon l’OMS, et à 3 % en Afrique.
Il faut également évoquer les effets extrêmes bénéfiques du vaccin contre la grippe. Celui-ci, même s’il ne confère jamais de protection totale contre cette maladie et même si son efficacité varie sensiblement d’une année sur l’autre, a permis, sur le long terme, une réduction considérable de la mortalité due à cette pathologie virale très contagieuse. A cet égard, la remarquable et rigoureuse étude réalisée en 2010 par France Meslé (INED) a montré qu’en France, le nombre moyen de décès provoqués chaque année par la grippe (qui se situait entre 10 000 et 20 000 dans les années 60) a été divisé par dix en 40 ans, grâce à la généralisation de la vaccination. Rappelons également que cette vaccination contre la grippe a des effets indirects très bénéfiques, puisqu’elle diminue de moitié chez les personnes âgés les risques de problèmes cardio-vasculaires, comme l’a montré en 2013 une étude portant sur 6 735 seniors, réalisée par le Professeur Jacob Udell, de l'Université de Toronto.
Aux vaccins traditionnels contre la diphtérie, la rougeole, la tuberculose, le tétanos ou la poliomyélite sont venus s’ajouter, depuis quelques années, de nouveaux vaccins très attendus contre les méningites d’origine bactérienne et le rotavirus, responsable de graves diarrhées infantiles, deux maladies qui entraînent le décès d’au moins 300 000 personnes par an dans le monde.
Des essais cliniques menés en Afrique ont montré que les vaccins antirotavirus permettaient de réduire de 60 le nombre d’infections sévères à rotavirus chez les nourrissons de moins d’un an. Quant à la méningite à méningocoque du groupe A (représentant 90 % des épidémies de méningite en Afrique), qui avait tué plusieurs dizaines de milliers de personnes en Afrique dans les années 90, elle a pu être pratiquement éradiquée de la région sahélienne entre 2010 et 2015, grâce à une campagne massive de vaccination. Comme le souligne le docteur Yvan Hutin, du programme mondial sur les hépatites de l’OMS, « Nous commençons à voir des générations sans hépatite B grâce à la prévention par le vaccin ».
Il faut également évoquer l’expérimentation à grande échelle en cours d’un vaccin contre le paludisme (Le Mosquirix) au Kenya, au Ghana et au Malawi. Bien que le nombre de décès dus au paludisme ait été réduit de moitié dans le monde entre 2000 et 2015, cette maladie transmise par un parasite (Plasmodium falciparum), par l’intermédiaire de moustiques-femelles, provoque encore la mort d’environ 500 000 personnes par an. C’est pourquoi le vaccin en phase finale d’essai est particulièrement attendu car, même s’il ne confère pas une protection totale contre cette maladie, il permet de réduire de 40 % le nombre d’épisodes paludiques, notamment les épisodes « graves » nécessitant une hospitalisation. La généralisation de ce vaccin dans les régions les plus à risque devrait donc permettre, en synergie avec les autres mesures de lutte contre cette pathologie, de sauver chaque année plusieurs centaines de milliers de vie.
Signalons enfin le vaccin contre la dengue, responsable de plus de 20 000 morts par an dans le monde, mis au point par Sanofi-Pasteur et disponible depuis 2016. Plusieurs études cliniques à grande échelle ont montré que ce vaccin contre la dengue permet de prévenir deux-tiers des cas de dengue et permet également d’éviter 93 % des cas de dengue sévère comme la forme hémorragique potentiellement mortelle.
Mais à côté des vaccins préventifs, il existe également, ce qui est beaucoup moins connu, une panoplie de plus en plus large de vaccins dits « thérapeutiques », c’est-à-dire capables, une fois la maladie présente, de s’attaquer spécifiquement à celle-ci. Plusieurs de ces vaccins thérapeutiques sont actuellement expérimentés contre différentes formes de cancer et ils suscitent de grands espoirs. La société biopharmaceutique française, Invectys, est en première ligne dans ces recherches de pointe. Son vaccin INVAC-1 utilise de l’ADN pour cibler la télomérase, une enzyme-clé dans la réplication de l’ADN et la division des cellules cancéreuses.
Dans ce nouveau type de vaccin, l’antigène utilisé est directement produit par la cellule tumorale, ce qui permet d’obtenir des réponses immunitaires spécifiques. Autre avantage : ces vaccins à base d’ADN sont peu onéreux à produire. La grande innovation de ce vaccin est qu’il repose sur la technique d’électroporation de l’ADN, une méthode qui multiplie par 1 000 l’entrée de l’ADN, ce qui permet à la fois de réduire la quantité de vaccin utilisée et d’augmenter son efficacité.
Testé sur 20 patient atteints de cancers à des stades très avancés et métastatiques de tumeurs solides, ce vaccin INVAC-1 a permis, sans provoquer d’effets indésirables, d’obtenir une nette amélioration du taux de survie des patients, puisque 60 % d’entre eux étaient toujours en vie entre 12 et 28 mois après la première dose vaccinale. Forts de ces bons résultats, les chercheurs s’apprêtent à commencer un essai clinique de phase II de ce vaccin thérapeutique sur un plus grand nombre de patients.
Toujours en matière de vaccins thérapeutiques contre le cancer, des chercheurs de l’Inserm se sont récemment demandé si la voie classique qui consiste à administrer des vaccins thérapeutiques contre les cancers par voie intramusculaire ou sous-cutanée était bien la plus efficace. Selon ces travaux, il semble qu’en fait, la voie nasale, qui permet de stimuler une population particulière de lymphocytes T « mémoires », soit bien plus efficace contre certains cancers.
Présentes dans les muqueuses au niveau des voies respiratoires, digestives, pulmonaires et génitales, mais aussi dans la peau, ces cellules T« mémoires » possède l’intéressante propriété, une fois qu’elles ont été activées par la rencontre avec un agent pathogène, de s’attaquer à cet intrus avec une particulière agressivité. En outre, autre propriété remarquable, ces cellules « Trm » (TissueResident memory) restent à l’endroit même où elles ont été activées.
Ces recherches ont montré qu’un vaccin stimulant ces lymphocytes T-CD8 contre certains types de cancer et administré par voie nasale déclenche une réponse immunitaire bien plus vigoureuse contre les cellules cancéreuses. Concrètement, la croissance de tumeurs greffées était stoppée chez les souris vaccinées par voie nasale, alors que le même vaccin injecté par voie intramusculaire ne ralentissait la progression du cancer que chez la moitié des animaux. En outre, d’autres recherches récentes ont montré que la voie nasale pouvait également déclencher une réponse immunitaire dans les voies génitales, ce qui confirme l’hypothèse selon laquelle ces cellules Trm peuvent être activées à distance. Forts de ce succès, ces chercheurs ont débuté un nouvel essai clinique chez le singe et espèrent rapidement pouvoir débuter une expérimentation de cette nouvelle méthode de vaccination thérapeutique chez l’homme.
Mais si les vaccins préventifs et thérapeutiques ne cessent de se diversifier et de s’améliorer, la vaccination dans son ensemble, pourrait connaître, dans un futur proche, une révolution majeure avec l’arrivée des patchs-vaccins. Un essai clinique de phase I mené depuis 2015 par l’Emory University en collaboration avec le Georgia Institute of Technology, a constaté que la vaccination contre la grippe, avec des patchs semblables à un sparadrap avec des micro-aiguilles, était sans danger et bien tolérée par les participants à l’étude. Cette étude a en outre montré que ce patch de micro-aiguilles avait une efficacité et une durée de protection contre la grippe comparable à celle du vaccin classique et que les participants trouvaient ce patch bien plus simple et pratique à utiliser que l’actuel vaccin par injection. La Professeure Nadine Rouphael, qui a dirigé cette étude, souligne enfin que l’arrivée de ce nouveau type de vaccin, indolore, pratique et peu coûteux, pourrait permettre d’augmenter considérablement la couverture vaccinale, notoirement insuffisante, contre la grippe.
Depuis septembre 2016, une société française de biotechnologie, DBV Technologies a par ailleurs débuté à Genève, sur une soixantaine de personnes, une étude clinique de phase I sur un nouveau vaccin transcutané de rappel contre la coqueluche. Ce nouveau vaccin par patch a été conçu pour se substituer au vaccin de rappel recommandé aux patients à l’âge de 25 ans.
Enfin, il faut bien sûr évoquer le nanopatch mis au point, après 10 ans de recherche, par le chercheur australien, Mark Kendall, de l’Université du Queensland. Composé de 20 000 nano-aiguilles, ce nano-patch diffuse directement le principe actif du vaccin aux cellules du système immunitaire de la peau.
Ces différents patch-vaccins, actuellement en phase avancée d’expérimentation vont faire entrer la vaccination de masse dans une nouvelle ère car ils représentent quatre avancées décisives : premièrement, en supprimant l’usage de la seringue, ils éliminent les risques, parfois dangereux, de contamination par certains virus. Ensuite, ces patchs n’ont plus besoin d’être conservés au froid et conservent toute leur efficacité à température ambiante pendant un an et pendant deux mois et demi à 37 degrés Celsius. Troisièmement, les vaccins par patch ne contiennent pas d’adjuvants et nécessitent 100 fois moins de quantité de vaccin que les vaccins classiques, par seringue, un progrès qui devrait permettre de vaincre les réticences de nombreux « vaccino-sceptiques » qui s’interrogent sur l’utilité et l’efficacité de la vaccination. Enfin, ces patchs sont en moyenne quatre fois moins chers que les vaccins classiques, un avantage évidemment décisif pour rendre accessible la vaccination de masse dans les pays pauvres.
Vaxxas, la société fondée par Mark Kendall en 2011, a conclu en 2014 un accord de partenariat avec l’Organisation Mondiale de la Santé et espère, après la fin des essais cliniques en cours, pouvoir commercialiser en 2020 le premier nano-patch-vaccin contre la poliomyélite.
Plus de deux siècles après les premières vaccinations contre la variole (première maladie épidémique totalement éradiquée du globe depuis 1977 grâce au vaccin) par ce géant de la médecine et bienfaiteur de l’Humanité que fut le scientifique anglais Edward Jenner, on ne peut que se réjouir que la vaccination, aujourd’hui malheureusement trop souvent contestée et remise en cause sur son principe même, connaisse ce nouvel élan, grâce aux remarquables avancées scientifiques, médicales et technologiques de ces dernières années.
L’arrivée prochaine de nouveaux vaccins préventifs et thérapeutiques encore plus efficaces et plus simples à administrer permettra, j’en suis convaincu, d’accomplir dans la décennie qui vient de nouvelles avancées médicales majeures dans la lutte et l’éradication définitive de plusieurs fléaux épidémiques comme la tuberculose, la poliomyélite, la diphtérie ou encore la rougeole ou le choléra. Souhaitons que notre Pays, patrie de Pasteur et de Yercin, parvienne à maintenir son excellence scientifique mondialement reconnue dans ce domaine stratégique des vaccins de demain.
René TRÉGOUËT
Sénateur honoraire
Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat
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L’Université Hébraïque de Jérusalem a développé un algorithme qui permet de réduire considérablement le temps de développement des traitements médicaux, passant de plusieurs années à quelques mois seulement.
Ces cinq dernières années, le Professeur Amiram Goldblum de l’Institut de Recherche de la Faculté de Médecine de l’Université Hébraïque de Jérusalem a développé un algorithme appelé “Iterative Stochastic Elimination”. D’abord appliqué à l’analyse de la structure et de la fonction des protéines, cet algorithme permet désormais de réduire de manière significative le temps de développement de certains médicaments.
Des antibiotiques qui permettent de traiter des maladies particulièrement résistantes, des molécules qui empêchent la croissance de cellules cancéreuses ainsi que des molécules inhibant des réactions excessives venant du système immunitaire ont, entre autres, tous été découverts grâce à cette nouvelle approche sophistiquée.
Plus spécifiquement, cet algorithme consiste à modéliser l’activité de millions de molécules et à analyser leur effet potentiel sur de nombreuses protéines connues pour provoquer des maladies. Plus spécifiquement, cet algorithme est constitué de filtres qui distinguent les molécules actives des molécules moins actives ou non-actives. A chaque molécule est attribué un score qui reflète sa capacité à passer à travers les filtres, en se fondant sur ses caractéristiques physico-chimiques.
Grâce à ce modèle, il est possible de filtrer des millions de molécules par jour et, par conséquent, de faire des prédictions sur les molécules susceptibles de combattre des maladies particulières.
En dehors de ces applications médicales, cet algorithme peut également être utilisé dans d’autres domaines. Il est employé pour faire face à des problèmes dans lesquels le nombre de résultats est immense, comme le transport terrestre ou l’aviation.
Dans le domaine du transport, il permet de trouver des moyens de se déplacer d’un point A à un point B grâce à des données de circulation sur toutes les rues entre ces deux positions. Dans le secteur de l’aviation, l’algorithme développe des dispositions optimales de décollage et d’atterrissage dans les aéroports les plus fréquentés.
Néanmoins, cette découverte est particulièrement révolutionnaire dans le monde de la médecine, ayant permis des progrès significatifs dans des traitements de la maladie d’Alzheimer et de différentes formes de cancer. Le Professeur Goldblum a reçu pour ses recherches le Prix d’innovation Kaye en 2017.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Silicon Wadi
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Nanotechnologies et Robotique
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Les maladies neurodégénératives sont des maladies chroniques invalidantes à évolution lente et discrète, et touchent plus de 100 millions de patients à travers le monde. Parmi les plus courantes : la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.
Les maladies neurodégénératives provoquent généralement, chez les patients, une détérioration du fonctionnement des cellules nerveuses pouvant conduire à la destruction des neurones et à la neurodégénérescence. Les troubles induits sont variés et peuvent être d’ordre cognitif, comportemental, sensoriel et/ou moteur.
Une équipe de scientifiques, dirigée par le professeur Ken YUNG du département de biologie de Hong Kong Baptist University et fondateur de la start-up Oper Technology, a développé une méthode innovante de séparation magnétique pour l’isolement in situ des cellules souches neurales d’un sujet vivant, évitant une opération lourde au taux de réussite particulièrement faible. Cette méthode permet ainsi le prélèvement des cellules souches isolées.
Les nanoparticules, spécialement développées à cette fin, agissent comme un aimant pour attirer les cellules souches du cerveau. Les cellules souches ont la caractéristique de générer des cellules spécialisées par différenciation cellulaire et de se maintenir dans l’organisme par division ou prolifération.
Les cellules souches neurales marquées par les nanoparticules peuvent être détachées sans risque et sans effort. Le processus se poursuit en réinjectant des cellules neuronales développées directement sur le patient, ce qui permettrait la régénération artificielle des cellules mortes.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
SCMP
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Matière et Energie
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A l'occasion du symposium Movin’on qui vient de se tenir à Montréal, Michelin a présenté un concept de pneu révolutionnaire. Il s'agit d'un pneu sans air, biodégradable, et capable de s’adapter selon le type de route et les conditions météo. Première surprise : le pneu, baptisé "Vision", se présente dépourvu d’air.
Sans pression, il s’avère donc increvable selon son concepteur. C'est en fait sa structure biomimétique, formulée dès la conception grâce au generative design, puis imprimée en 3D, qui lui assure sa robustesse. Le generative design permet de créer et concevoir automatiquement une pièce en fonction de contraintes mécaniques, géométriques, thermiques, indiquées au préalable ; la structure du produit fini s'inspire souvent de formes végétales ou minérales. Couplée à l'impression 3D, elle permet de réaliser des formes inédites.
Ce pneu, réalisé d'un seul tenant, fait office de roue. Sa structure en alvéoles de différentes tailles se rigidifie progressivement à l’approche de l’emplacement habituel des jantes. Conçu à partir de matériaux naturels (paille, bois…) ou recyclés (canette, anciens pneumatiques...), il est entièrement biodégradable.
C’est également l’impression 3D qui permet à ce pneu de s’adapter aux usages de ses utilisateurs. Michelin a imaginé un système de borne d’impression 3D devant laquelle les véhicules pourraient s’arrêter afin de modifier, par ajout, et pour un temps limité, le dessin et la forme de la bande de roulement, selon les conditions météo ou le type de route à emprunter.
En cas de dégradation, c’est d’ailleurs le pneu, connecté, qui informe l’utilisateur, via une application embarquée, du niveau d’usure des bandes de roulement. C’est également via cette application que ce dernier peut programmer la réimpression.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Industrie & Technologies
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Contrairement aux idées reçues, il est possible, selon une étude du Centre de Recherche Scientifique d'Australie (CSIRO), d'atteindre une forte proportion d'énergie solaire et éolienne dans la production énergétique globale, grâce au stockage intra-journalier.
L’étude montre que le stockage batterie n’est nécessaire que quand le niveau d’EnR variables dépasse 40-50 %, explique le média spécialisé RenewEconomy, et qu’il est possible d’atteindre 90 % de solaire + éolien quand on fait appel au stockage batterie.
En France le service presse de RTE parvient à des conclusions similaires : « des solutions ont été identifiées pour intégrer jusqu’à 40 % d’énergie renouvelable à un coût raisonnable, sans nécessairement avoir besoin de stockage. RTE étudie avec ses partenaires européens des solutions pour aller au-delà de ce seuil ».
Selon Boris Shucht, PDG de l’opérateur allemand 50 Hertz (équivalent de RTE), « il y a quelques mythes qui courent dans le monde de l’énergie. On peut prendre l’exemple de la considération voulant que l’intégration des énergies renouvelables exige tout de suite plus de flexibilité du système. C’est-à-dire du stockage, des capacités d’effacement ou davantage de centrales en back-up. C’est un mythe, nous avons plus de flexibilité dans le système que nécessaire ».
Au niveau de l’architecture énergétique, il faut pour chaque GW solaro-éolien une batterie (ou une STEP, qui est une « batterie gravitaire ») d’une puissance de 0,75 GW et d’un volume de 2,6 GWh. Ce qui correspond à 10 heures avec une puissance moyenne de 0,26 GW, soit le quart de la puissance solaro-éolienne installée.
Sur l’île de Kauai (Hawaï), 28 MW de solaire PV sont accompagnés d’une batterie Tesla de 20 MW / 100 MWh. Le prix du solaire + batterie est alors de seulement 11 US cents / kWh (environ 10 c€/kWh). Le rapport puissance solaire / puissance batterie est de 0,71 pour 1, ce qui est très proche du dimensionnement de l’étude australienne (0,75 pour 1). Les 100 MWh correspondent à environ 20 heures de stockage à la puissance moyenne. Plus on augmente le volume d’heures et plus le taux de pénétration EnR augmente. Il est probable que plus de 95 % de l’électricité de cette île tropicale sera d’origine solaire à l’échelle annuelle. Les moins de 5 % restants seront comblés par du back-up thermique classique.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Techniques de l'Ingénieur
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Une équipe de physiciens, dirigée par le professeur Sheng Ping de la Hong Kong University of Science and Technology (HKUST), a mis au point un remarquable matériau composite solide qui possède la propriété de propager les ondes à la manière d’un fluide.
Ce méta-matériau, nom donné aux matériaux composites artificiels qui possèdent des propriétés que l’on ne retrouve pas dans la nature, a été formé à partir de trois matériaux solides : des cylindres d’acier recouverts de silicone, le tout incrusté dans un bloc d’époxy.
Aux deux extrémités, le cylindre d’acier fonctionne comme un ressort. Cette construction permet de parer au phénomène de résonance anisotrope : ce méta-matériau ne permet que la propagation d’ondes longitudinales (la déformation du milieu se fait dans le même sens que la direction de l’onde), il empêche donc la propagation d’ondes transversales (qui entraînent, elles, une déformation du milieu dans lequel elles se propagent perpendiculairement à leur direction de propagation).
Expérimentalement, l’équipe du professeur Sheng Ping a comparé l’effet du méta-matériau en plaçant des billes de verre sur deux plateaux métalliques : l’un des plateaux est placé au sommet d’un empilement vertical de 6 unités du méta-matériau (appelées "méta-tiges" par l’équipe), l’autre plateau est placé sous la pile de méta-matériaux. Le tout disposé sur un agitateur électromagnétique générant des vibrations transversales. Lorsque celui-ci est actionné, les billes placées sur le plateau reposant sur la pile de méta-matériaux restent en place, les billes de l’autre plateau se sont mises en mouvement et éjectées du plateau. La pile de méta-matériaux a donc permis de « filtrer » les ondes transversales produites par l’agitateur et ainsi d’atténuer les vibrations transmises au plateau.
Pour le professeur Sheng, « cette structure particulière fait reculer la frontière entre solide et fluide en termes de propriété ondulatoires, et ouvre de nouvelles perspectives quant aux caractéristiques des solides élastiques. Le concept, novateur, donne naissance à de nouvelles possibilités pour contrôler les phénomènes de vibration, et pourrait même être appliqué à l’imagerie médicale ».
Les séismes font partie des catastrophes naturelles les plus dévastatrices et meurtrières. Les techniques de conception et les matériaux utilisés pour la construction de bâtiments dans des zones à risque sont primordiaux pour minimiser les dommages causés par des ondes sismiques.
« Ce méta-matériau de pointe est un solide capable de résister aux tremblements de terre, il est peu encombrant et peut facilement être intégré à des piliers ou des poutres. Il permet également une grande flexibilité en ce qui concerne le design architectural. Enfin, il peut aussi être ajusté sur des structures déjà existantes pour améliorer leur résistance sismique » ajoute le professeur Sheng.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
HKUST
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Une équipe de recherche suisse regroupant des scientifiques de L’Institut Paul Scherrer (PSI) et l'Eclole Polytechnique Fédérale de Zurich a franchi une étape importante vers la transformation de déchets organiques en carburant en identifiant les produits intermédiaires des réactions catalytiques.
Toutes les plantes ligneuses contiennent de la lignine. Avec la cellulose et la chitine, c'est la substance organique la plus répandue sur Terre. La lignine est composée en grande partie de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, assemblés en une grosse molécule très complexe, elle-même constituée de plus petits composés, comme ceux dont on a besoin pour produire des carburants et des phénols. Théoriquement, il est possible d’obtenir ces composés en "cassant" la lignine. Mais le processus chimique que cela nécessite est trop compliqué et coûteux.
Mais ces chercheurs suisses ont développé un procédé qui consiste à décomposer à environ 400°C, sans oxygène, la grosse molécule de lignine - les chercheurs ont utilisé le gaïacol de lignine, c’est-à-dire une partie de la grosse molécule - en molécules plus petites. Comme catalyseur - substance qui accélère la réaction sans être utilisée -, les chercheurs ont recouru à une zéolithe, c’est-à-dire un matériau doté de beaucoup de pores, et donc d’une grande surface.
Les premiers produits qui apparaissent pour quelques fractions de seconde sont des produits intermédiaires gazeux. Ils réagissent avec l’eau et l’oxygène environnants pour former aussitôt des phénols et d’autres produits finaux stables.
« Ces produits intermédiaires ne peuvent pas être observés avec des méthodes conventionnelle s», explique Patrick Hemberger, chercheur à la Source de Lumière Suisse (SLS) du PSI. « Mais surtout, on peut à peine les distinguer, parce que leurs molécules sont souvent composées des mêmes atomes; ces derniers sont juste ordonnés de manière différente », ajoute le scientifique.
« Mais dès lors que nous réussissons à déterminer ces produits intermédiaires et leur quantité, il devient possible de modifier le processus de manière à obtenir plutôt certains produits intermédiaires que d’autres, ce qui augmenterait au final le rendement en produit désiré », dit-il. Les chercheurs sont parvenus à déterminer ces molécules en utilisant le rayonnement synchrotron dit « ultraviolet sous vide » avec une combinaison de spectrométrie de masse et de spectroscopie photoélectronique.
Les faisceaux lumineux particuliers que produit la SLS arrachent des électrons aux molécules et ces derniers sont ensuite observés au moyen d’un procédé spécial. Les propriétés observées de ces électrons sont l’équivalent d’empreintes digitales, uniques pour chaque substance.
Avec cette nouvelle approche, il est désormais possible de décrypter véritablement les mécanismes de réaction. Et ainsi, ajoute Victoria Custodis, deuxième auteure de cette étude, « nous avons désormais les moyens de développer de manière plus ciblée de nouveaux processus de fabrication plus performants et plus écologiques ».
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
TDG
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Terre |
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Sciences de la Terre, Environnement et Climat
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Dans un article intitulé "Plus que trois ans pour sauver le climat mondial", un groupe de décideurs et de scientifiques, emmenés par Christiana Figueres, Vice-présidente de la Convention mondiale des maires pour le climat et l'énergie, alerte l'opinion publique mondiale sur la nécessité de réussir à faire décroître nos émissions humaines de CO2 à partir de 2020.
Les auteurs ont été rejoints par de nombreux signataires du monde politique, universitaire, mais aussi économique. Ils affirment que nous n'avons plus que trois ans pour infléchir nos émissions de gaz à effet de serre. Si ces émissions continuaient à augmenter, ou même restaient stables en 2020, il serait alors impossible d'atteindre les objectifs de la COP21. Pourtant, les auteurs de cet appel pensent qu'il est encore possible d'y parvenir... à condition de faire chuter nos émissions d'ici 2020.
Pour réussir, six grands objectifs ont été définis :
1- Faire monter le pourcentage d'énergies renouvelables à au moins 30 % de la production d'électricité mondiale, ne plus autoriser de centrales à charbon après 2020 et fermer celles qui existent encore.
2- Décarboner les immeubles et les infrastructures dans les villes et les états d'ici 2050. Cela signifie entre autres que les villes fassent passer au moins 3 % de leurs bâtiments par an à un mode proche de zéro émissions.
3- Porter à au moins 15 % la part des véhicules électriques dans les ventes de véhicules neufs, doubler l'utilisation des transports en commun dans les villes, passer à 20 % le rendement du carburant des poids lourds et diminuer de 20 % les émissions de gaz par kilomètre parcouru pour les avions.
4- Réduire la destruction des forêts et s'engager dans la reforestation. Les émissions actuelles provenant de la déforestation et du changement d'usage des terres ainsi déboisées représentent 12 % des émissions annuelles globales. Les réduire à zéro et replanter des arbres, cela veut dire non seulement arrêter les émissions, mais aussi créer des "puits à carbone" (les forêts) pour absorber une partie du gaz carbonique de l'atmosphère. Des pratiques d'agriculture durables sont également recommandées.
5- Accroître l'efficacité énergétique et diviser par deux les émissions de l'industrie avant 2050. Les industries lourdes (aciéries, cimenteries, usines chimiques, pétrole, gaz...) représenteraient en effet plus du cinquième des émissions mondiales de gaz carbonique.
6- Le monde de la finance doit lui aussi faire des efforts. Il doit pouvoir mobiliser mille milliards par an pour les actions en faveur du climat. Les gouvernements et les banques doivent émettre davantage de "green bonds" (les obligations vertes).
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Nature
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Vivant |
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Santé, Médecine et Sciences du Vivant
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Les chercheurs de l’Université de Queen ont publié une étude qui confirme la possibilité de guérir des maladies génétiques par l’utilisation d’outils d’édition du génome. « En utilisant le système CRISPR-Cas9, nous avons démontré la faisabilité de l’utilisation de l’édition du génome pour traiter des maladies génétiques tel que le déficit en Arginase-1, » explique Angie Sin, une post doctorante associée du Département de Sciences Biomédical & Moléculaire à Queen.
Le Docteur Sin, qui travaille sous la tutelle du chercheur Colin Funk (Sciences Biomédicales et Moléculaires à Queen), a examiné l’utilisation de l’outil d’édition du génome révolutionnaire qu’est CRISPR-Cas9 en combinaison avec la thérapie cellulaire pour pallier le déficit en Arginase-1. L’Arginase-1 est une enzyme qui joue un rôle important dans le cycle de l’urée – une fonction essentielle du foie permettant de convertir l’ammoniac en urée, qui sera éliminé sous forme d’urine.
Les patients porteurs d’un gène codant pour une Arginase-1 défectueuse sont incapables de convertir l’ammoniac, ce qui résulte en une perturbation dans la production d’urée ainsi qu’à des retards de croissance, des excès d’arginine dans le sang, et des troubles intellectuels et neurologiques progressifs.
« A l’inverse de beaucoup de maladies génétiques, il y a un délai avant l’apparition des premiers symptômes d’un déficit en Arginase-1, » explique le Docteur Funk. « Avec cette nouvelle technique d’édition du génome, il pourrait y avoir une chance de guérir la maladie – ainsi que des maladies similaires – beaucoup plus tôt ».
Le Docteur Sin a utilisé un modèle cellulaire comprenant une suppression génétique induite, qui se traduit par une Arginase-1 défectueuse imitant ainsi les effets de la maladie chez l’humain. En utilisant CRISPR, Le Docteur Sin a été capable de réincorporer l’exon réparé dans la structure génétique de la cellule et de restaurer ainsi la fonctionnalité de l’enzyme.
Le Docteur Sin explique qu’une nouvelle stratégie thérapeutique offrirait des bénéfices immenses par rapport aux traitements actuels. Le traitement actuel pour la maladie est limité aux agents pharmaceutiques, tel que le médicament désactivant l’azote, ainsi que des régimes à faible teneur en protéines. La démonstration du succès de l’utilisation de la technique CRISPR pour l’édition du génome dans le traitement du déficit en Arginase-1 offre aussi des pistes dans le traitement d’autres maladies similaires.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Nature
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La maladie d'Alzheimer pourrait-elle être en fait une forme de « diabète » du cerveau ? Plus précisément, est-elle liée à une perte de sensibilité des neurones à l'insuline (l'hormone qui régule le taux de sucre dans le sang), perte qui déréglerait leur fonctionnement normal ?
C'est l'hypothèse qui vient d'être confortée par les travaux de l'équipe de David Blum et Luc Buée (Université de Lille/Inserm). Ces chercheurs se sont intéressés à la protéine tau, naturellement présente dans le cerveau, mais qui, lorsqu'elle s'agrège dans les neurones, forme des lésions caractéristiques de la maladie. Les chercheurs ont montré, chez la souris, que si la protéine tau ne fonctionne pas, cela engendre une résistance neuronale à l'insuline, elle-même susceptible de provoquer des pertes de mémoire et d'accroître les lésions cérébrales.
"La perte de fonction de la protéine tau peut induire une résistance à l'insuline dans le cerveau, telle qu'elle est observée dans les cerveaux des malades d'Alzheimer", conclut David Blum. "Cela renforce aussi l'idée qu'agir sur la signalisation de l'insuline, au niveau cérébral, constitue une voie de recherche intéressante pour l'élaboration de traitements novateurs contre la maladie".
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Science et Vie
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Selon une étude anglaise dirigée par Joseph A. Christie-Oleza (Université de Warwick), contrairement à ce qui était admis jusqu’à présent, les différents microorganismes marins sont en équilibre et non pas en compétition pour des micronutriments, parce qu’ils forment un écosystème complémentaire. Dans une forme de symbiose à l’échelle océanique, les uns « détoxifient » l’environnement des autres.
Les microorganismes photosynthétiques sont d’une importance vitale pour les écosystèmes marins, permettant l’apport en énergie pour l’ensemble de la chaîne alimentaire. Les cyanobactéries (microalgues photosynthétiques) sont les acteurs majeurs du phytoplancton qui est responsable de la moitié de la photosynthèse, et donc de la production d’oxygène, sur Terre.
L’abondance de ces phototrophes devrait augmenter de par le réchauffement des océans. Leur proportion est stabilisée par les hétérotrophes, c’est-à-dire tous les autres organismes incapables d’effectuer la photosynthèse et qui donc en dépendent. Ces derniers sont vus généralement comme des envahisseurs microscopiques s’appropriant les richesses d’autrui. Comprendre les interactions entre phototrophes et hétérotrophes est crucial pour comprendre les processus biogéochimiques à l’échelle de la planète.
Dans le cadre d’une collaboration internationale, des chercheurs de l’Institut Frédéric Joliot (CEA Marcoule) et de l’Université de Warwick (GB) ont ainsi démontré que le phytoplancton a besoin d’un plus petit que soi. En effet, l’étude met en évidence les bénéfices long-terme de l’association entre phototrophes et hétérotrophes.
Ainsi, la picocyanobactérie Synechococcus ne peut survivre qu’en présence d’autres bactéries, telles que les Roseobacters, qui permettent de détoxifier son environnement. Les molécules organiques produites puis rejetées progressivement par Synechococcus ont été identifiées comme essentiellement de nature protéique. Leur accumulation a été démontrée toxique dès quatre semaines.
En présence de Roseobacters, la cyanobactérie se développe sur au moins 10 mois dans de l’eau de mer contenant de faibles niveaux de nutriments. Les mécanismes de ce partenariat ont pu être compris grâce à l’identification par spectrométrie de masse à très haute résolution de l’ensemble des acteurs moléculaires en jeux.
Synechoccus et Roseobacters modifient mutuellement leurs machineries cellulaires et spécialisent leur métabolisme, la première investissant plus sur des capteurs et pompes de molécules inorganiques et la deuxième déployant un arsenal de dégradation de matière organique, tels que des protéases et transporteurs membranaires d’acides aminés et glycine bétaine.
Cette découverte est très importante pour comprendre comment le phytoplancton se maintient dans les océans et continue d’assurer son rôle de deuxième poumon de la planète, après les végétaux.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
CEA
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Une étude internationale à laquelle ont participé des médecins de l’AP-HP et des chercheurs de l’Inserm, de l’UPMC, et du CNRS au sein de l’ICM s’est penchée sur l’identification d’un score clinico-génétique prédictif du déclin cognitif chez les patients atteints de la maladie de Parkinson.
Dans cette étude, les chercheurs ont construit un algorithme pour identifier les patients les plus sujets au déclin cognitif. Il a été conçu à partir des données cliniques et génétiques issues de 9 cohortes de patients atteints de la maladie de Parkinson en Europe et en Amérique du Nord, soit près de 3200 patients suivis pendant 30 ans, de 1986 à 2016.
En France, la cohorte DIG-PD promue par l’AP-HP et coordonnée par le Professeur Jean-Christophe Corvol du Département de Neurologie et responsable du Centre d’Investigation Clinique à l’Hôpital de la Pitié Salpêtrière, est issue du projet, appelé « Interaction gène/médicament et maladie de Parkinson – DIG-PD ». La cohorte française a suivi plus de 400 patients annuellement pendant 6 années.
Plusieurs facteurs ont été pris en compte et analysés. L’âge de déclenchement de la maladie, la sévérité motrice et cognitive, le niveau d’éducation, le sexe, la dépression ou encore la mutation du gène de la β-glucocérébrosidase s’avèrent être les prédicteurs les plus importants du déclin cognitif et ont été ajoutés au modèle prédictif développé par les chercheurs. L’étude révèle également que l’éducation aurait un rôle dans la survenue du déclin et que ce facteur serait associé à une "réserve cognitive" dont les patients disposeraient.
A partir de ces données, le score clinique développé par les chercheurs prédit de manière précise et reproductible l’apparition des troubles cognitifs dans les 10 ans qui suivent le déclenchement de la maladie. Il a été mis au point grâce à des analyses génétiques et cliniques issues des 9 cohortes, soit plus de 25 000 données associées analysées.
Cet outil représente un intérêt majeur pour le pronostic du déclin cognitif chez les patients atteints de la maladie de Parkinson. Il pourrait également permettre d’identifier de manière plus précise les patients à haut risque de développer de tels troubles pour leur permettre d’anticiper une prise en charge adaptée
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
The Lancet
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Selon le dernier rapport du cabinet Accenture, le développement de l'Intelligence Artificielle pourrait entraîner 150 milliards de dollars d'économie dans les dépenses de santé d'ici 10 ans, uniquement aux Etats Unis. Le marché de l'IA appliqué au secteur de la santé avec un taux de croissance annuel estimé de 40 % jusqu'en 2021 est entré dans une phase de croissance exponentielle. Il devrait passer de 600 millions de dollars en 2014 à plus de 6.6 milliards en 2021, soit une croissance d'un facteur 11 en 6 ans.
Pour les auteurs de l'étude, l'IA représente une formidable opportunité pour toutes les structures de soins de rationaliser leurs coûts et de gagner en productivité. En analysant des récentes études cliniques et économiques, Accenture montre que les économies potentielles se feront principalement dans cinq domaines d'applications : la chirurgie assistée par robot (40 milliards de dollars), les assistants infirmiers virtuels (20 milliards de dollars), l'aide administrative (18 milliards de dollars), et la réduction de l'erreur de posologie (16 milliards de dollars).
Les auteurs ont par exemple pu estimer que la chirurgie assistée en améliorant l'intégration des informations du dossier médical, la mise en œuvre de nouvelles techniques et la précision des techniques permettra ainsi de réduire la durée des séjours de 21 %.
Les assistants infirmiers virtuels en détectant à distance l'apparition de nouveaux symptômes et en n'alertant les cliniciens qu'en cas de nécessité permettront de réduire de façon significative les visites inutiles et d'économiser plus de 20 % de temps de travail infirmier. Enfin, ce n'est pas moins de 51 % du temps de travail des infirmiers et 17% de celui des médecins qui pourra être réaffecté par l'usage d'assistants administratifs qui pourront gérer le dossier médical, les courriers, les prescriptions, le diagnostic...
Le rapport souligne également l'importance de la protection des données qui doit plus que jamais devenir une préoccupation majeure. "Les acteurs de l'écosystème de santé devront travailler ensemble de manière éthique et être sûrs de la façon dont ils gèrent les informations critiques sur les patients".
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Accenture
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Des chercheurs de l’Institut Wellcome Trust Sanger ont découvert une variante génétique qui protège contre les maladies cardiovasculaires. Cette variante cardioprotectrice a été découverte dans une population grecque isolée qui bénéficie d’une vie longue et saine malgré un régime riche en graisse animale.
À Mylopotamos dans le nord de la Crète, la population est assez inhabituelle, car elle a un régime riche en graisse animale, ce qui devrait causer des complications de santé, mais la majorité des personnes est en bonne santé et elles ont une bonne longévité. Pour résoudre l’énigme, les scientifiques ont créé un portrait génétique de la population en séquençant l’ensemble du génome des 250 individus. C’était la première fois qu’on séquençait tout le génome des villageois de Mylopotamos. L’équipe a ensuite utilisé les résultats pour proposer une analyse plus détaillée sur 3 200 personnes pour lesquelles on connaissait les informations génétiques.
Les scientifiques ont découvert une nouvelle variante génétique dont on ignorait qu’elle avait des qualités cardioprotectrices. La variante, rs145556679, a été associée à des niveaux inférieurs des Triglycérides qui sont les « mauvaises » graisses naturelles et les Lipoprotéines de très basse densité (VLDL) plus connus sous le nom de « mauvais » cholestérol. Ces facteurs réduisent le risque de maladies cardiovasculaires.
La variante cardioprotectrice pourrait être unique à la population de Mylopotamos. Les résultats du séquençage du génome de quelques milliers d’Européens n’ont révélé qu’une seule copie de cette variante dans un seul individu en Toscane en Italie. Une variante distincte dans le même gène a également été découverte, et qui était associée à des niveaux inférieurs de triglycérides, dans la population amish aux États-Unis.
Lorraine Southam, premier auteur de l’Institut Wellcome Trust Sanger, a déclaré : En étudiant les populations isolées, nous sommes en mesure d’identifier les variantes génétiques qui sont beaucoup plus fréquentes par rapport aux populations cosmopolites ce qui nous permet de déterminer si ces variantes sont responsables de la maladie. Avec des populations isolées, nous pouvons avoir une vision unique sur les variantes génétiques rares qui jouent un rôle important dans les maladies humaines complexes.
L’équipe a également étudié une population isolée provenant des villages montagneux dans la région de Pomak dans le nord de la Grèce. Les scientifiques ont étudié la génétique de 1 700 personnes dans la population. Ils ont découvert 4 variantes génétiques distinctes qui influent sur la pression artérielle diastolique, les taux de glycémie à jeun, le nombre de globules blancs et les taux d’hémoglobine. Cette étude montre l’importance d’observer l’ensemble du génome pour mieux comprendre les risques génétiques spécifiques d’une population.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
Nature
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Des chercheurs du Laboratoire d’optique et biosciences (École polytechnique / CNRS / INSERM) ont réussi à élucider l'un des mécanismes régissant le comportement des ARN circulaires, ces molécules découvertes en grand nombre ces dernières années et dont le rôle reste débattu.
On pense que ces ARN circulaires pouvaient servir soit de transition entre l’ADN et les protéines, soit de molécule régulatrice pour l’expression des gènes dans la cellule. A partir des données de séquençage des ARN d’un organisme, une archée en l’occurrence, les scientifiques ont identifié l’enzyme responsable de la forme circulaire de ces ARN.
Pour comprendre leur rôle, l’équipe du Laboratoire d’optique et biosciences a effectué le séquençage à haut débit de tous les ARN circulaires de l’archée grâce à un équipement spécifique nommé Personal Genome Machine (PGM) acquis récemment par l’École polytechnique. "L’appareil a fourni 400 000 séquences que nous avons ensuite comparées avec le génome de l’archée", précise Hubert Becker.
Puis, grâce à une collaboration avec des chercheurs du Laboratoire d’informatique de l’École polytechnique (commun avec le CNRS) et à un logiciel développé par leurs soins, les chercheurs ont réussi à trier les molécules et ne conserver que les formes circulaires.
Résultat : les scientifiques ont identifié 133 ARN circulaires, ce qui corespond à 2 % du génome de la cellule. A partir de ces données, les chercheurs ont réussi à distinguer l’enzyme impliquée dans l’ensemble des ARN circulaires de l’archée, et donc responsable de cette forme .
« L’enzyme que nous avons identifiée pourrait être utilisée en tant que nouvel outil de génie génétique lors de la préparation et de la fonctionnalisation de variants de molécules ARN et ADN, et ainsi compléter le panel d’outils disponibles pour la préparation d’échantillons pour la recherche en biologie moléculaire », explique Hubert Becker, qui ajoute "Ces ARN circulaires pourraient également devenir de nouveaux et précieux biomarqueurs pour le diagnostic précoce du cancer".
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
CNRS
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Un vaccin capable de réduire les niveaux de cholestérol, et donc le risque de maladie cardiaque, serait envisageable selon les recherches de scientifiques néerlandais. Ces travaux, présentés dans le Journal européen de Cardiologie, révèlent que le vaccin permet de réduire le taux de cholestérol total et LDL chez l’animal, ainsi que l’accumulation de graisse dans les artères.
Les chercheurs du Leiden University Medical Center et de la Netherlands Organization of Applied Scientific Research ont évalué l’efficacité d’un candidat vaccin à réduire le taux de cholestérol et de maladie cardiaque, chez des souris modèles de risque cardiaque, alimentées ensuite avec un régime riche en matières grasses pendant 18 semaines.
Le vaccin, nommé AT04A fonctionne en bloquant une enzyme PCSK9 (pour proprotéine convertase subtilisine/kexine de type 9), qui empêche l’élimination du cholestérol LDL. Les chercheurs ont mené ces expériences sur des souris âgées de 7 à 9 semaines conçues pour développer des maladies cardiovasculaires ou une athérosclérose (une accumulation de matière grasse à l’intérieur des artères).
Ces souris ont été vaccinées avec AT04A sur la base d’un schéma à 5 doses, à raison de 2 par semaine. Pendant les 4 premières semaines suivant la première vaccination, les souris ont reçu un régime alimentaire normal puis pendant 18 semaines, un régime riche en matières grasses.
Des échantillons de sang ont été prélevés pour analyser le taux de cholestérol au début de l’essai avant la vaccination, puis toutes les 4 semaines. À la fin de l’essai de 18 semaines, les chercheurs ont également analysé le niveau d’athérosclérose dans l’aorte. Enfin, l’équipe a comparé les données des souris immunisées et celles des souris ayant reçu un vaccin placebo.
Résultat : ce vaccin AT04A induit une réponse immunitaire significative et durable : en effet, les souris immunisées ont commencé à produire des anticorps contre PCSK9 et à montrer une réduction significative - 53 % - du taux total et de cholestérol LDL dans le sang.
Ces essais ont égalment montré que ce vaccin n'a aucun effet sur les taux de lipoprotéines à haute densité (HDL) ou bon cholestérol et qu'il permet de réduire de 64 % la zone globale d’athérosclérose dans l’aorte, ainsi que les marqueurs biologiques de l’inflammation des vaisseaux sanguins (de 21 à 28 %).
Si les essais cliniques, déjà en cours, s’avéraient prometteurs, cette nouvelle option pourrait venir compléter, d’ici quelques années -précisent les auteurs- la panoplie des traitements actuels,
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
EHJ
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