RTFlash n°1267 : Le cerveau dévoile de nouvea ux océans de complexité...

Il y a quelques semaines, la station sol FEELINGS de l’ONERA a permis d’établir une liaison laser bidirectionnelle stable et pré-compensée par optique adaptative avec la charge utile TELEO en orbite géostationnaire développée par ADS (Airbus Defence and Space). Cette première mondiale a été rendue possible grâce aux techniques d’optique adaptative et aux lasers de puissance développés par l’ONERA. Cette réussite constitue le socle scientifique et technique de liaisons à très haut débit sécurisées qui seront établies dans les mois qui viennent.

L’ONERA a réussi à établir un lien laser bidirectionnel pré-compensé par Optique Adaptative (OA), fiable et stable depuis sa station sol FEELINGS (FEEder LINks Ground Station) située sur le site ONERA du Fauga-Mauzac, à proximité de Toulouse. Disposant de caractéristiques uniques au monde, FEELINGS tire profit de l’extrême directivité de "l’antenne" utilisée (un télescope de 60 cm de diamètre) et de ses moyens de correction de la turbulence atmosphérique pour multiplier par 10 la puissance du signal délivrée au satellite. Avec cette réalisation, l’ONERA franchit une étape majeure vers la mise en œuvre de liaisons optiques sécurisées à très haut débit avec les satellites de l’orbite géostationnaire. Ce résultat marquant a été rendu possible grâce &a grave; deux briques technologiques clés dont l’ONERA a la maîtrise : l’optique adaptative qui contrôle près de 300 points d’actionnement à 2 kHz et compense les effets néfastes de la turbulence atmosphérique dans les deux directions de propagation (le lien montant et le lien descendant), et l’amplificateur optique qui fournit la puissance nécessaire à une transmission de données très haut débit sur 38 000 km en préservant l’intégrité des données.

Cette première liaison laser pré-compensée par OA sur un tel diamètre a permis à l’ONERA de confirmer la pertinence des choix techniques effectués lors du développement de la station FEELINGS, mais également de collecter des données précieuses pour la caractérisation du canal de propagation entre le sol et le satellite. Il s’agit maintenant de consolider les modèles de performances dans des conditions environnementales exigeantes afin d’assurer à l’avenir un taux de disponibilité proche de 100 % en ciel clair. Cette étape constitue un jalon essentiel pour interconnecter des équipements de communication sol et spatiaux avec des débits comparables à ceux actuellement disponibles dans les réseaux terrestres basés sur des liaisons par fibre optique.

L’ONERA met en œuvre l’infrastructure de recherche unique que constitue la station sol FEELINGS pour étudier les contraintes de l’environnement de propagation sur les liaisons optiques de données : turbulence atmosphérique, nébulosités et aérosols. L’utilisation de liaisons optiques permettra d’accéder à un transfert de données à très haut débit intrinsèquement sécurisé car directif (l’onde optique est 10 000 fois plus directive qu’une onde radiofréquence). En contrepartie, le recours aux fréquences optiques impose une maîtrise parfaite des effets du canal de propagation qui compromettent la liaison de données. L’ONERA a développé une expertise unique de ces phénomènes et de leurs méthodes de correction depuis de nombreuses années.

La participation de l’ONERA à ces activités de démonstration a bénéficié du soutien de la Direction Générale de l’Armement (DGA). La charge utile TELEO, destinée à la démonstration de liens optiques haut débit, a été développée par ADS, avec le soutien financier du CNES. Les enseignements tirés des expérimentations menées en parallèle par les stations sol françaises (ONERA-FEELINGS pour notamment les aspects recherche et compréhension de la Physique sur le canal de propagation et les performances accessibles avec des liens optiques sol/espace ; CNES-FrOGS équipée des technologies CO-OP qui préfigure les futures stations commerciales) sont partagés à l’échelle nationale pour permettre à l’ensemble des parties prenantes d’en tirer le meilleur profit.

Bruno Sainjon, PDG de l’ONERA a commenté : « Cette première mondiale a été rendue possible grâce au soutien de la DGA, notre tutelle, et de nos partenaires. Elle démontre l’importance des travaux des scientifiques de l’ONERA : maturer des ruptures technologiques au profit de l’aérospatial français. Avec l’importance croissante des besoins en transmission de données et de la maîtrise de l’espace, la liaison laser spatiale haut débit répond tant à des enjeux de compétitivité que de souveraineté. Cette expérimentation réussie, ajoutée à d’autres succès importants des équipes de l’ONERA dans le domaine de l’optique adaptative, démontre une nouvelle fois que la France a une bonne longueur d’avance sur une capacité très sensible et primordiale ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

ONERA

Si le gros du marché mondial des robots est contrôlé par les Japonais et les Allemands, la flamme brûle toujours dans l’Hexagone sous le pavillon d’Aldebaran Robotique. Bien que l’entreprise ait désormais un léger accent germanique, depuis sa revente par SoftBank (Japon) à l’allemand United Robotics Group (URG), l’entreprise opère toujours de manière indépendante. Et ce sont bien sa R&D (recherche & développement) et ses usines françaises qui ont accouché d’un nouveau modèle de robot, baptisé de manière très poétique uLink.

Un appareil que l’entreprise ne définit pas comme un banal robot de plus, mais comme faisant partie de la 3e génération de robots, qu’Aldebaran a baptisée CobiotX. Des robots donc, mais conçus pour travailler avec les humains et sous le contrôle des humains, dixit l’entreprise. Un phrasé qui se veut volontairement rassurant. Et qui explique, comme nous le verrons, l’absence de certains éléments d’automatisation. uLink est un nouveau robot, mais il repose en grande partie sur le modèle précédent, Plato, auquel il emprunte son format, son écran... et son regard ! « Plato était un travail d’observatoire de la réception du robot. Comme il a été très bien accepté nous nous sommes appuyés sur cette base, que nous avons développée et améliorée », détaillent le s équipes d'Aldebaran dans leur siège, à Issy-les-Moulineaux, en banlieue parisienne.

Si les deux appareils sont assez similaires côte à côte, uLink est bien plus performant. Capable de déplacer 60 kg de charge (30 kg pour Plato), il se recharge désormais par induction pour éviter le branchement manuel avec un câble (qui reste cependant toujours possible). Du point de vue physique, son moteur a été renforcé pour gravir de pentes plus inclinées. En matière d’électronique, le processeur Snapdragon 845 de la génération précédente a été remplacé par une puce industrielle de NXP. Et côté vision, la caméra et le lidar sont de nouvelle génération pour affiner sa précision et sa perception des espaces. uLink est voulu comme une plate-forme modulaire et dispose donc d'une connectique industrielle pour piloter des extensions développées par d'autres entreprises.

Mais alors que Plato — comme son nom l’indique — ciblait les métiers de la restauration, uLink est en fait un châssis sur lequel est conçu un système modulaire. « Nous avons développé une base, sur laquelle des tiers peuvent développer des accessoires qui répondent à des besoins métiers, allant de la logistique aux métiers de la santé ou de l’éducation », nous explique-t-on. Une cible professionnelle qui a les besoins et le budget pour se payer les services de uLink : 19 000 € à l’achat en version nue (sans tous les accessoires et services) ou 700 € par mois en location.

Lors de la démonstration, on note que la cartographie ou encore le positionnement de l’appareil sont tous réalisés par décision humaine. Alors que l’on s’attendait à un robot offrant un mode d’autonomie encore supérieur par rapport à la génération précédente, il n’en est rien. Point de retard technologique ici, nous assure-t-on. Bien au contraire. Le succès de Plato tient aussi à son acceptation par les humains, assurent les équipes d’Aldebaran. Et pour être accepté, il faut qu’il soit au service des Hommes. « Ainsi, pour Plato, le retour que nous avons eu des restaurateurs était qu’ils ne voulaient pas un robot malin, mais un robot prévisible. C’est pour cela, par exemple, qu’il faut programmer son comportement près des tables : certains restaurateurs veulent qu’ils viennent au contact des clients, d’autres qu’il soit en retrait pour uniquement porter les plats qui seront servis par les humains », nous explique-t-on.

« Il faut bien comprendre que nous autres Européens, nous sommes pris en étau entre les USA et la Chine du point de vue technologique », assène M. Bollmann. « En Europe, nous avons une culture conservatrice, nous avons peur de tester. Pourtant, il faut aller vite », explique le patron. Avant d’entamer une autre approche : uLink représente un travail en trois fois trois mois. À savoir, trois mois de prototypage, trois mois de preuve de concept et trois mois d’industrialisation. « Au vu du renouvellement des technologies, on ne peut pas lancer un nouveau produit tous les 24 mois ! », assène-t-il. L’urgence est double pour Jean-Marc Bollmann : réindustrialiser tant qu’on le peut encore, et relever les défis de la pénurie de main-d’œuvre.

Des métiers de la santé en passant par l’éducation, tous les indicateurs montrent que la proportion d’actifs pour chaque retraité va continuer de baisser. Une raréfaction de la main-d’œuvre qui détourne celle-ci des métiers difficiles. « Je rêve de signer avec Decathlon, Ikea ou l’APHP (Assistance des Hôpitaux de Paris), pour soulager les équipes humaines de dizaines de kilomètres à faire des allers-retours dans les stocks ou les couloirs en portant des charges. Nos robots ne sont pas là pour remplacer les humains, mais pour permettre aux humains d’apporter leur vraie plus-value de contrôle ou de contact », assure-t-il.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Les Numériques

Les scientifiques de l’université chinoise de Beihang à Pékin se sont inspirés des cafards pour développer un micro-robot capable de se déplacer à haute vitesse. « Le cafard est un insecte présentant d’excellentes performances, nous en avons tiré beaucoup de mécanismes bioniques », explique le doctorant Zhan Wencheng, qui a participé aux recherches. La machine mesure deux centimètres de long et ne pèse que 200 microgrammes, soit l’équivalent d’une quarantaine de cheveux selon les scientifiques.

Doté de deux longues pattes à l’avant et deux plus petites à l’arrière, le robot contrôlé à distance peut se déplacer en ligne droite et effectuer de rapides rotations. Il avance par micro bonds, grâce aux vibrations à haute fréquence d’un système aimanté dont il est équipé. De quoi filer à une vitesse de 37 centimètres par seconde lorsqu’il est équipé d’une batterie. « Sans batterie, sa vitesse la plus rapide peut atteindre 45 centimètres par seconde [soit 1,6 km/h], ce qui équivaut à la vitesse d’un cafard », estime le chercheur. Sa vitesse et surtout, sa capacité à se déplacer dans de multiples directions devraient permettre au robot de trouver des usages dans l’inspection d’infrastructures ou de systèmes industriels – comme les moteurs d’avions – mais aussi de participer à des recherches après une catastrophe naturelle.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

La société FinalSpark a présenté un processeur biologique qui peut effectuer des calculs et traiter des informations comme une puce traditionnelle, mais avec une fraction infime de l'énergie nécessaire. Le bioprocesseur unique de FinalSpark est construit autour de 16 organoïdes de cerveau humain vivant, des amas de cellules cérébrales de la taille d'un petit pois cultivées à partir de cellules souches. Ces organoïdes cultivés en laboratoire sont reliés à des électrodes pour créer ce que la société appelle du "wetware", un mélange de matière biologique et de matériel informatique.

Selon FinalSpark, ce processeur organique consomme jusqu'à un million de fois moins d'énergie que les puces conventionnelles. À titre d'exemple, la startup estime que l'entraînement d'un grand modèle de langage comme le GPT-3 sur des processeurs traditionnels consomme environ 10 gigawattheures d'électricité, soit plus de 6 000 fois plus d'énergie que la consommation annuelle d'un ménage européen moyen. Si les affirmations de FinalSpark en matière d'énergie se confirment, les bioprocesseurs pourraient constituer une solution informatique écologique révolutionnaire, en particulier pour les tâches intensives telles que l'apprentissage des systèmes d'intelligence artificielle. En utilisant des cellules cérébrales humaines pour traiter les données, la startup a apparemment exploité l'efficacité énergétique exceptionnelle des r&ea cute;seaux neuronaux biologiques qui alimentent nos esprits.

« Nous avons créé le premier processeur biologique au monde doté de capacités d'apprentissage et de traitement de l'information en utilisant des réseaux neuronaux biologiques in vitro », a écrit Leandro Gassenica, PDG de FinalSpark. « Le processeur est un mélange de biologie, de matériel et de logiciel ». FinalSpark a déjà lancé une plate-forme en ligne offrant aux chercheurs un accès à distance à son bioprocesseur vivant. Moyennant un abonnement mensuel de 500 dollars en cryptomonnaie, les scientifiques peuvent exploiter les capacités de calcul uniques des 16 organoïdes cérébraux. La plate-forme est gratuite à des fins de recherche, d’ailleurs une trentaine d’universités ont déjà manifesté leur intérêt. L’infrastructure actuelle de la start-up ne lui permet d’accu eillir que 7 groupes de recherches, compte tenu également de ses propres besoins, mais FinalSpark se dit prête à la développer dans le but commun d’élaborer le premier processeur vivant au monde.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

AIA

Doté de propriétés auto-nettoyantes similaires à celles de la feuille de lotus, ce matériau innovant pourrait bientôt remplacer le verre dans les murs et toits des bâtiments, offrant une gestion de la lumière et de la température sans précédent, le tout sans consommer d’énergie supplémentaire. Ce matériau, issu d’une collaboration entre l’Institut pour la Technologie Microstructurale (IMT) et l’Institut de Technologie Lumineuse (LTI) du KIT, est un métamatériau polymère qui réunit plusieurs fonctions essentielles pour une construction efficace et durable. Baptisé PMMM (Polymer-based Micro-Photonic Multi-functional Metamaterial), ce film est constitué de micro-pyramides en silicone d’une dizaine de micromètres, soit environ un dixième du diamètre d’un cheveu. Le PMMM se distingue par sa capacité à diffuser la lumière tout en restant transparent, à se nettoyer de manière autonome, et à réaliser un refroidissement radiatif efficace.

Les chercheurs ont mis à l’épreuve ce matériau dans des conditions réelles, à ciel ouvert, mesurant sa transmittance lumineuse, ses propriétés de diffusion de la lumière, ses capacités de réflexion, d’auto-nettoyage et de performance de refroidissement à l’aide de spectrophotométrie moderne. Lors des tests, le PMMM a montré une capacité de refroidissement supérieure de 6°C par rapport à la température ambiante. Il a également affiché une transparence spectrale de 95 %, surpassant celle du verre traditionnel, et a diffusé 73 % de la lumière solaire incidente, ce qui minimise l’éblouissement tout en préservant la confidentialité.

Ce nouveau matériau ouvre des perspectives fascinantes pour le développement durable en architecture et en urbanisme. En intégrant le PMMM dans les constructions, il est possible d’optimiser l’utilisation de la lumière naturelle, de fournir un refroidissement passif et de réduire la dépendance à la climatisation. L’intégration du PMMM dans les bâtiments modernes pourrait significativement diminuer les coûts énergétiques et augmenter le confort des occupants, tout en contribuant à la protection de l’environnement grâce à ses propriétés écologiques.

Avec ses multiples avantages, le PMMM est prêt à redéfinir les normes de construction et pourrait devenir un élément incontournable dans les futurs projets de développement durable. Ce matériau n’est pas seulement une innovation technique; c’est un pas vers des bâtiments plus intelligents et plus respectueux de l’environnement. Grâce à ses propriétés de diffusion de lumière, d’auto-nettoyage, et de refroidissement radiatif, le PMMM représente une avancée majeure vers des solutions de construction durables et économes.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

KIT

En raison de leurs tailles et de leurs contraintes d'installation, les éoliennes installées sur des bâtiments et immeubles restent rares. Avec sa solution innovante, la start-up américaine Aeromine Technologies veut changer cette situation. Son invention consiste en une éolienne sans pales qui, en plus d’être compacte et immobile, promet un rendement comparable à celui d’une installation photovoltaïque.

L’éolienne révolutionnaire inventée par l’entreprise basée à Irvine, en Californie, aux États-Unis, est protégée par un brevet. Elle arbore une conception innovante qui lui permet, à coût égal, de produire 50 % d’énergie en plus qu’une installation solaire photovoltaïque. Concrètement, le dispositif adopte un design avec des profils aérodynamiques pour garantir une efficacité élevée. En termes d’encombrement, il n’occupe qu’environ 10 % de l’espace nécessaire pour installer des modules solaires censés générer une quantité d’énergie identique. De plus, il peut produire de l’électricité à tout moment, c’est-à-dire 24/7, tant qu’il y a du vent. Rappelons que les panneaux solaires ne fonctionnent que le jour.

Grâce à son design immobile, le générateur éolien d’Aeromine Technologies est silencieux et ne présente aucun risque pour les oiseaux. Sa compacité facilite son intégration sur le toit des bâtiments et le rend particulièrement discret. Comme il n’est pas nécessaire d’utiliser un support spécifique, le coût d’installation est largement inférieur à celui des éoliennes à pales conventionnelles. De plus, cela signifie que la machine peut être déployée au niveau du site où l’énergie produite sera utilisée, éliminant ainsi le besoin de mettre en place une infrastructure supplémentaire pour le transport de l’électricité. Ce générateur éolien innovant pèse environ 450 kg. Sa version standard supporte des vents allant jusqu’à 193 km /h. Aeromine Technologies a aussi développé un modèle pouvant résister à des vents allant jusqu’à 254 km/h. Pour produire de l’électricité, le système s’appuie sur un générateur à aimant permanent affichant une puissance de sortie de 5 kW. Il est possible d’en combiner plusieurs unités afin d’augmenter la capacité de production. À ce propos, un système composé de 10 éoliennes pourrait générer jusqu’à 150 000 kWh d’électricité par an, en fonction de la configuration de l’installation.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

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Certaines espèces d’algues sont capables de bioaccumuler des terres rares essentielles à la transition énergétique. Une ressource suscite un intérêt particulier ces derniers temps : les algues. Pas pour nourrir la planète mais pour en extraire les minéraux critiques qu’elles sont capables d’accumuler en leur sein, ou de “bioaccumuler”.

Il faut dire que les terres rares qu’on retrouve dans certaines espèces de ces végétaux aquatiques, à des concentrations plus élevées que ce que contient l’environnement où elles croissent, sont précisément celles qui servent à la transition énergétique. Lithium, nickel ou manganèse sont en effet essentiels à la production de batteries électriques, de turbines d’éolienne et de panneaux solaires.

Selon un rapport de l’Agence internationale de l’énergie rendu public en mai, la demande en terres rares devrait doubler d’ici à 2040. Étant donné les risques environnementaux induits par l’extraction minière (un marché dominé par la Chine), pas étonnant que certains se penchent sur d’autres sources potentielles d’approvisionnement.

Aux États-Unis, plusieurs projets de recherche sur des macro-algues ont été lancés dans le cadre du programme Arpa-e, qui vise à soutenir la recherche avancée dans le domaine des énergies propres, sûres et renouvelables. « Nous savons que les algues peuvent stocker certaines terres rares », explique Schery Umanzor, chercheuse à l’université de Fairbanks, située en Alaska. « La question est de savoir si elles peuvent les stocker en grande quantité ». De nombreux laboratoires de recherche et des compagnies privées travaillent sur des approches de “biominage” impliquant la culture de plantes capables d’absorber, de concentrer et de stocker les minéraux contenus dans les sols sur lesquels elles poussent.

Néanmoins, une différence notable avec les macro-algues, c’est que le mouvement de l’eau apporte constamment de nouveaux minéraux qui peuvent s’accumuler n’importe où dans l’organisme, pas seulement dans les racines. Reste qu’il est prématuré d’envisager l’utilisation rapide des terres rares produites de cette manière. La chercheuse espère tout de même commencer par cultiver des algues et en extraire des minéraux critiques, à l’échelle expérimentale, dès l’année prochaine. « Même si la bioaccumulation et l’extraction de ces terres rares se révèlent viables, les quantités obtenues resteront probablement modestes », estime de son côté Amin Mirkouei, de l’université de l’Idaho, qui n’a participé à aucun des projets Ar pa-e. Pas de quoi concurrencer directement la Chine, mais de quoi apporter une technologie complémentaire bien utile, avancent les chercheurs.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Courrier International

C'est une première mondiale : une équipe de recherche de l’entreprise biotechnologique française Eligo Bioscience a mis au point une technique de modification de génomes bactériens par ADN non-réplicatif, directement dans l’intestin de souris.

L’outil, de type éditeur de base (outil pour réaliser des éditions de base simultanées), a modifié le gène cible dans plus de 90 % d’une colonie d’Escherichia coli à l’intérieur de l’intestin de la souris « sans que le gène modifié ne produise de copies potentiellement nocives de lui-même ». Un effet obtenu huit heures environ après le traitement. « Nous rêvions de pouvoir faire cela », a déclaré Xavier Duportet, biologiste et cofondateur de l’entreprise Eligo Bioscience, une société de biotechnologie à Paris.

Jusqu’à présent les éditeurs de base n’étaient pas parvenus à modifier suffisamment la population bactérienne cible pour être efficaces. En effet, les vecteurs utilisés ne ciblaient que des récepteurs communs aux bactéries cultivées en laboratoire. Xavier Duportet et ses collègues ont mis au point un vecteur utilisant des composants d’un bactériophage – un virus qui infecte les bactéries – pour cibler plusieurs récepteurs d’E. coli qui sont exprimés dans l’environnement intestinal. Les chercheurs ont également affiné le système pour empêcher les gènes édités de se répliquer et de se propager.

Les chercheurs ont ensuite adapté l’éditeur de base pour qu’il puisse modifier un gène d’E. coli qui produit une protéine dont on pense qu’elle joue un rôle dans plusieurs maladies neurodégénératives et auto-immunes. La proportion de bactéries modifiées se situait autour de 70 % trois semaines après le traitement des souris. En laboratoire, les scientifiques ont également pu utiliser l’outil pour modifier des souches d’E. coli et de Klebsiella pneumoniae qui peuvent provoquer des pneumonies. Cela suggère que le système d’édition peut être adapté pour cibler différentes souches et espèces de bactéries.

Selon Chase Beisel, ingénieur chimiste à l’Institut Helmholtz à Würzburg, en Allemagne, ce système d’édition des bases représente un « progrès décisif » dans le développement d’outils permettant de modifier les bactéries directement à l’intérieur de l’intestin. Cette étude « ouvre la possibilité de modifier les microbes pour lutter contre les maladies, tout en empêchant l’ADN modifié de se propager », estime-t-il. Les scientifiques vont désormais développer des modèles de souris atteintes de maladies provoquées par le microbiome afin de déterminer si des modifications génétiques spécifiques peuvent avoir un effet bénéfique sur leur santé.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

Selon une étude réalisée par des scientifiques de l’University of Texas Medical Branch (UTMB, États-Unis), un spray nasal a permis d'obtenir des résultats spectaculaires en provoquant l’élimination des protéines responsables de la maladie d’Alzheimer. Il améliorerait également les fonctions cognitives.

Maladie neurodégénérative la plus fréquente, la maladie d’Alzheimer touche à présent près de 850 000 personnes en France, qui ont le plus souvent plus de 65 ans. Comme de nombreux autres troubles apparentés, elle est associée à une accumulation anormale de protéines tau dans les cellules cérébrales. Si ces dernières jouent un rôle crucial dans le maintien de la structure cellulaire chez les cerveaux sains, elles peuvent se tordre et former des enchevêtrements qui perturbent la fonction neuronale, entraînant un déclin cognitif. Le principal défi scientifique est donc de s’attaquer à ces protéines. Ces chercheurs ont développé un type spécifique d’anticorps, appelé TTCM2, qui reconnaît et cible de manière sélective l’accumulation de protéine tau toxique. Pour surm onter le défi consistant à administrer l’anticorps au cerveau, les chercheurs ont encapsulé l’anticorps dans de minuscules particules, améliorant ainsi sa capacité à atteindre le cerveau par voie nasale.

Une seule dose de ce spray sur des souris génétiquement modifiées pour développer une pathologie tau similaire à la maladie d’Alzheimer humaine a non seulement éliminé efficacement les agrégats de tau nocifs, mais a également augmenté les niveaux de protéines importantes pour la communication entre les cellules cérébrales. Plus important encore, le traitement a conduit à des améliorations significatives de la fonction cognitive chez les souris atteintes d’une pathologie tau établie.

« Nos recherches mettent en évidence le potentiel de l’immunothérapie nasale contre la protéine tau pour cibler efficacement les agrégats intracellulaires de protéine tau, l’un des principaux facteurs de neurodégénérescence et de déclin cognitif dans des maladies comme la maladie d’Alzheimer et d’autres tauopathies », a déclaré, dans un communiqué, le docteur Rakez Kayed, auteur principal de l’étude et professeur au département de neurologie de l’UTMB. Bien que ces résultats soient extrêmement prometteurs, il est important de noter que l’étude a été menée sur des souris et que des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si le traitement marchera également chez l’homme.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science Alert

Des chercheurs américains viennent de découvrir comment le lupus érythémateux, ou systémique, affecte le système immunitaire. « Les manifestations du lupus peuvent être défigurantes, et même mortelles », indique Jaehyuk Choi, chercheur à la Northwest University. En effet, cette maladie auto-immune peut provoquer des lésions très sérieuses, notamment au niveau de la peau, des reins et même du cerveau.

En France, on estime que le lupus érythémateux disséminé, aussi appelé lupus systémique, touche entre 30.000 et 60.000 personnes, et beaucoup plus de femmes que d’hommes. La gravité des symptômes varie considérablement, allant d'une maladie bénigne à une maladie potentiellement mortelle à cause des lésions qu’elle peut provoquer dans différents organes, d’où l’appellation “systémique”. Les causes de la maladie ont longtemps été méconnues des chercheurs. En l'absence de cible précise, les traitements n’étaient donc pas toujours efficaces, ou leurs effets secondaires très lourds. « Les patients peuvent souffrir des complications de la maladie elle-même mais aussi des effets indésirables des traitements utilisés pour la soigner : prise de poids, perte osseuse et risque accru d'infections opportunistes qui affectent les personnes immunodéprimées », déplore le chercheur.

Mais les cartes s'apprêtent à être rebattues. Avec son équipe, Jaehyuk Choi vient de mettre en évidence les mécanismes physiopathologiques de la maladie, c’est-à-dire les troubles fonctionnels de l’organisme lorsque le lupus se déclare. Parmi leurs découvertes, un résultat fait mouche. Les scientifiques ont identifié et testé une potentielle voie thérapeutique. Ces nouveaux travaux, publiés dans la prestigieuse revue Nature, ouvrent donc de nouvelles perspectives. Dans le sang circulent notamment des globules blancs, dont les lymphocytes B et T chargés de produire des anticorps pour détruire les agents pathogènes. Chez les patients atteints de lupus, ces cellules sont en surnombre, et produisent de mauvais anti-corps. Mais pourquoi ?

La maladie engendre un défaut de signalisation. La régulation de la quantité de ces cellules immunitaires est contrôlée par des récepteurs, appelés AHR. Mais cette voie métabolique est altérée chez les patients lupiques. En temps normal, de petites protéines appelées interférons contribuent à lutter contre les infections, mais dans cette maladie, elles s’attaquent à la voie régulatrice contrôlée par les récepteurs AHR. Conséquence directe : une surproduction de lymphocytes B et T. « On pense que cet “emballement” immunitaire est à l’origine de la production d’auto-anticorps chez les patients atteints du lupus », explique Jaehyuk Choi. Au lieu de s’attaquer aux corps étrangers, les auto-anticorps détruisent les tissus sains.

Aujourd’hui, le traitement le plus efficace consiste à diminuer l’activité du système immunitaire avec une immunosuppression généralisée. Mais les patients ainsi traités sont alors exposés à un risque important d’infection, et donc de complications graves. Les nouveaux travaux de la Northwest University révèlent l’existence d’une nouvelle cible thérapeutique : les récepteurs AHR. « On a découvert qu’on pouvait stimuler cette voie métabolique grâce à de petites molécules activatrices », précise Jaehyuk Choi. Pour cela, les chercheurs ont introduit ces molécules dans des échantillons de sang de patients lupiques. Leurs travaux ont porté sur plusieurs cohortes, de 7 à 300 individus.

Résultat ? Comme ils l’espéraient, le nombre de lymphocytes pathologiques a largement diminué. Plus intéressant encore, ils ont été reprogrammés en d’autres cellules : les lymphocytes Th22, qui favorisent la cicatrisation des plaies causées par cette maladie auto-immune. « Ces études moléculaires sont essentielles pour éclairer la conception de nouveaux traitements qui ne sont pas largement immunosuppresseurs, mais qui ciblent plutôt les défauts primaires à l'origine du lupus. S'il existe un déséquilibre chimique qui réduit l'activité de l'AHR chez les patients atteints de lupus, la réinjection de cette substance chimique peut constituer un traitement adapté à l'une des causes profondes du lupus », ajoute-t-il.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

Chaque année, en France, 100 à 150 patients sont touchés par l’ostéosarcome, selon le centre Gustave Roussy. Il s’agit d’un cancer des os qui survient généralement au niveau du genou, à l’extrémité supérieure du tibia ou inférieure du fémur. Pour traiter cette maladie, une chirurgie et de la chimiothérapie sont généralement proposées aux patients. Les chercheurs de l’University College London ont mis au point une nouvelle immunothérapie pour traiter l’ostéosarcome. Celle-ci utilise des cellules immunitaires appelées cellules T gamma-delta (gdT). Dans une nouvelle étude, publiée dans la revue Science Translational Medicine, ils présentent les résultats – encourageants – de leurs essais précliniques menés chez la souris.

Les cellules gdT sont fabriquées à partir de cellules immunitaires de donneurs sains et ont l’avantage de pouvoir être administrées en toute sécurité d’une personne à une autre, sans risque. Pour obtenir ces cellules gdT, les chercheurs ont prélevé du sang à des participants qui n’étaient pas malades. Mais avant d’être réinjectées au patient malade, les cellules gdT doivent libérer des anticorps qui ciblent la tumeur ainsi que des produits chimiques immunostimulants appelés cytokines. Une fois cette double production faite, on parle de cellules OPS-gdT. Ce sont ces cellules qui sont ensuite injectées au patient souffrant d'un cancer des os.

Lors des essais précliniques sur des souris, les scientifiques ont découvert que les cellules OPS-gdT étaient plus efficaces que l'immunothérapie conventionnelle pour contrôler la croissance de l'ostéosarcome. « Les immunothérapies actuelles (...) coûtent cher et prennent du temps, au cours duquel la maladie du patient peut s'aggraver », explique le Docteur Jonathan Fisher, l’un des auteurs, dans un communiqué. « Une alternative consiste à utiliser un traitement "prêt à l'emploi" à base de cellules immunitaires saines d'un donneur, mais pour ce faire, il faut éviter la maladie du greffon contre l'hôte, dans laquelle les cellules immunitaires du donneur attaquent le corps du patient ». Les scientifiques ont donc trouvé la solution puisque les cellules gdT ont l’avantage de pouvoir être prélevées sur n ’importe quel patient et, une fois transformées en cellules OPS-gdT, de pouvoir être réinjectées dans le malade, sans risque.

Lors de leurs essais précliniques, les chercheurs ont aussi découvert que les cellules OPS-gdT étaient plus efficaces lorsqu’elles étaient associées à un autre médicament pour renforcer les os fragiles chez les patients atteints de cancer. Ainsi, cumulé, l’administration des cellules OPS-gdT et de ce traitement ont permis d’empêcher la croissance des tumeurs chez les souris qui l’ont reçu et ce, jusqu’à trois mois après l’administration du traitement. Les scientifiques comptent poursuivre leurs recherches et leurs essais cliniques pour pouvoir, un jour, proposer ce traitement aux patients touchés par l'ostéosarcome qui, dans 70 % des cas, sont des jeunes âgés de 10 à 25 ans, selon le centre Gustave Roussy.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science Translational Medicine

Chez les mammifères, la création de souvenirs nécessite que les connexions entre les neurones soient modifiées au sein de l’hippocampe, une structure du lobe temporal. Aujourd’hui, les modélisations qui intègrent toutes les connaissances des mécanismes moléculaires et cellulaires de la plasticité synaptique indiquent que l’hippocampe devrait mémoriser chacun des événements de nos vies quotidiennes. Or, nous le constatons régulièrement, notre mémoire ne fonctionne pas comme celle d’un ordinateur qui enregistre en continu tout ce qui se produit. Alors, quel est le signal dans l’hippocampe qui permet de retenir certains souvenirs au détriment des autres ?

Cette question a fait l'objet d'une étude dirigée par Lionel Dahan, maître de conférences en neurosciences à l’université Toulouse III – Paul Sabatier et au Centre de recherches sur la cognition animale (CRCA/CBI – CNRS/UT3). Ces travaux démontrent que les neurones à dopamine sont à l’origine de la formation de la mémoire. Ce type de neurones est regroupé dans une petite région du tronc cérébral et ils envoient leurs axones vers de nombreuses régions cérébrales pour s’y connecter.

Pour démontrer le rôle de ces neurones dans le fonctionnement de l’hippocampe, l’équipe scientifique a reprogrammé des neurones à dopamine de souris pour qu’ils produisent une protéine sensible à la lumière. Une fibre optique a été insérée directement dans l’hippocampe de rongeurs possédant ces neurones modifiés, permettant ainsi de les activer ou de les inhiber avec une précision temporelle de l’ordre de la milliseconde.

Les chercheurs ont réalisé une première série d’expériences. Grâce à des électrodes implantées dans l’hippocampe de souris anesthésiées, ils peuvent stimuler et enregistrer l’activité des synapses de cette structure. Lorsque de la dopamine est libérée en utilisant la fibre optique pour émettre des signaux lumineux dans l’hippocampe, cela provoque une augmentation très forte et durable (au moins 5 heures) de la transmission synaptique. Pour déclencher cette plasticité synaptique, la libération de la dopamine doit avoir lieu dans une fenêtre temporelle précise de 200 millisecondes après l’activation des synapses. Ces caractéristiques correspondent précisément à celles d’un signal d’apprentissage permettant de déclencher la formation des souvenirs. « No us avons ensuite utilisé des tests comportementaux pour évaluer si la dopamine dans l’hippocampe est impliquée dans la formation de nouveaux souvenirs », précise Lionel Dahan. Les souris génétiquement modifiées ont été placées dans un nouvel environnement pendant 30 secondes, ce qui est insuffisant pour qu’elles en gardent le souvenir le lendemain. Pourtant, avec une stimulation de leur hippocampe pendant leur exploration, elles en ont été capables. À l’inverse, une exploration de 2 minutes est suffisante pour que les souris apprennent ce nouvel environnement mais, si les neurones à dopamine sont inhibés au même moment, elles sont alors incapables d’en conserver la mémoire.

Ces deux séries d’expériences démontrent que, même s’ils sont peu nombreux, les neurones à dopamine qui innervent l’hippocampe ont une action majeure sur la plasticité synaptique et l’apprentissage. Pour savoir pourquoi l’on retient certains événements au détriment d’autres, les chercheurs devront désormais étudier ce qui permet l’activation de ces neurones.

Cette meilleure description des mécanismes neurobiologiques de la mémoire permettra de mieux comprendre les dysfonctionnements cognitifs observés dans les maladies neurodéveloppementales, comme les troubles de l’attention qui sont traités avec des médicaments qui augmentent la dopamine, ou neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson qui est causée par la mort des neurones à dopamine.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Université Toulouse III-Paul Sabatier

Des chercheurs du CRCI2NA (Université de Nantes, Université d’Angers, Inserm, CNRS) sont parvenus à guérir des souris atteintes de glioblastome, le plus agressif des cancers du cerveau. Le traitement, basé sur l’administration d’anticorps marqués d’un radioélément, a protégé sur le long terme les animaux, empêchant la progression et l'éventuelle rechute de la maladie.

Le glioblastome (3 500 cas par an en France) représente un défi médical majeur en raison de son agressivité et de sa résistance aux traitements standards, qui reposent aujourd’hui sur la chirurgie, la radiothérapie et la chimiothérapie, limitant la survie médiane à 15 mois. Face à cette situation, l'objectif actuel est de surpasser la résistance aux traitements standards et de traiter le glioblastome de manière plus ciblée pour protéger les tissus sains environnants.

Ces dernières décennies, les recherches se sont orientées vers des thérapies ciblées, notamment les radiothérapies utilisant des radionucléides émetteurs de particules alpha, qui sont très efficaces pour détruire les cellules tumorales tout en préservant les tissus sains grâce à leur faible portée. Dans ce contexte, deux équipes du Centre de recherche en cancérologie et immunologie intégrée Nantes Angers (CRCI2NA) ont uni leurs savoir-faire et développé un nouveau traitement ciblant une molécule de surface du glioblastome (syndecan 1, SDC1), basé sur un anticorps monoclonal marqué d’un isotope radioactif de l’astate, l’astate-211. Ce traitement a été administré directement dans le cerveau de souris ayant développé un glioblastome.

Les résultats obtenus par les équipes Gliad et Oncologie nucléaire sont particulièrement encourageants. Le ciblage précis de SDC1 a permis une rétention optimale de l'astate-211 dans le cerveau, minimisant ainsi les effets secondaires et permettant une administration à faible dose. Cette radiothérapie interne vectorisée alpha a conduit à l’élimination des tumeurs et à une amélioration des taux de survie (jusqu'à 70 %). Le traitement a également induit une mémoire immunitaire, réduisant les risques de récidive tumorale grâce à l'activation des cellules T mémoire.

Cette étude est publiée dans le numéro de juillet 2024 de la revue du groupe The Lancet, eBioMedicine, qui met en lumière des découvertes prometteuses avant qu’elles ne soient testées cliniquement. Elle confirme que SDC1 est une cible thérapeutique pertinente pour le traitement du glioblastome et ouvre la voie à un futur essai clinique chez l’Homme. Les chercheurs envisagent également des combinaisons avec l'immunothérapie pour potentialiser les effets antitumoraux observés. Le traitement par la radiothérapie interne vectorisée alpha pourrait ainsi améliorer de manière significative la prise en charge des patients atteints de glioblastome en offrant une option thérapeutique plus efficace et moins toxique.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

The Lancet

Avec près de 2 millions de décès chaque année, le cancer du poumon se classe au deuxième rang des cancers les plus répandus dans le monde. Aujourd’hui encore, sa forme la plus courante affiche un taux de survie à cinq ans inférieur à 18 % malgré les divers traitements thérapeutiques disponibles. Venir à bout de ces tumeurs reste difficile, en grande partie parce que les cellules cancéreuses développent une résistance médicamenteuse. La cytotoxicité induite par une chimiothérapie à haute dose peut en effet déclencher des modifications épigénétiques dans les cellules cancéreuses. En particulier, certaines modifications chimiques des histones font partie des facteurs épigénétiques qui contrôlent l'expression des gènes et permettent aux cellules cancéreuses de contrecar rer les effets chimiothérapeutiques.

Deux enzymes, l'histone acétylase (HAC) et l'histone désacétylase (HDAC), contrôlent ces modifications chimiques (ajout ou retrait d’un groupe acétyle sur les histones). Dans le cancer du poumon, la surexpression des enzymes HDAC est généralement associée à un mauvais pronostic. Le traitement avec des inhibiteurs de HDAC pourrait améliorer ce pronostic en supprimant la résistance médicamenteuse. Mais à ce jour, seuls quatre inhibiteurs de l’enzyme HDAC ont été approuvés par la Food and Drug Administration des États-Unis, qui fonctionnent surtout sur les cancers du sang et assez peu sur les tumeurs solides.

Récemment, des scientifiques du laboratoire Biomolécules : conception, isolement, synthèse (BioCIS, CNRS/Université Paris-Saclay), ont identifié une petite molécule, appelée QAPHA, qui inhibe efficacement l’enzyme HDAC6. En collaboration une équipe de l’Institut Gustave Roussy, ils ont étudié son mécanisme d’action sur un modèle murin de cancer du poumon. Ils ont pu montrer que l’inhibition par le QAPHA de HDAC6 entraîne la mort cellulaire immunogène (Immune Cell Death) en augmentant certaines protéines associées à la mort cellulaire. Ainsi, même à des concentrations très faibles, le QAPHA induit une régression tumorale complète chez environ 50 % à 70 % des souris traitées par injection intratumorale.

Mais ce n’est pas tout ! Le traitement par le QAPHA déclenche également une réponse immunitaire anticancéreuse durable contre le cancer du poumon chez la souris. Grâce à une étude de protéomique chimique (analyse globale des protéines) de l’espace tumoral, ils ont pu montrer que le traitement par le QAPHA engendre une infiltration des tumeurs par certains macrophages et lymphocytes T cytotoxiques. Et pour cause, il s’accompagne d’une surexpression d’un récepteur reconnu par le système immunitaire à la surface des cellules cancéreuses qui ne peuvent plus passer inaperçues.

Ces résultats encourageants font du QAPHA un nouvel inhibiteur multi-cibles très prometteur, capable à la fois d'induire la mort cellulaire et de renforcer la réponse antitumorale spécifique des lymphocytes T cytotoxiques. L’étude ouvre de nouvelles perspectives thérapeutiques dans le traitement du cancer du poumon.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CNRS

La quasi-totalité (99 %) des infections et des décès dus à la rougeole dans le monde touchent les populations des pays à faible revenu et à revenu intermédiaire (PRFI). La rougeole est responsable de 3 % de la mortalité mondiale des enfants de moins de 5 ans ; la rubéole est la principale cause de malformations congénitales évitables par la vaccination. La couverture vaccinale reste en deçà des objectifs d'élimination de la rougeole.

Même avec une conservation correcte entre 2 et 8°C, les doses inutilisées de vaccin contre la rougeole et la rubéole perdent leur efficacité et doivent être éliminées dans les 6 heures suivant la reconstitution du vaccin, la médiocrité des infrastructures de santé, la pénurie de personnels : même pour les professionnels expérimentés dans des contextes complexes, il est difficile d'atteindre tous les enfants pour obtenir une couverture vaccinale suffisante. Ainsi, mettre au point et développer de nouvelles stratégies pour des contextes d'administration vaccinale difficiles est un impératif de santé et d’équité vaccinale.

Les patchs à micro-aiguilles (microneedle patchs, MNPs) sont une innovation technologique permettant d’améliorer la couverture vaccinale. En fournissant un dispositif d'administration de vaccins plus thermostable, à dose individuelle et sans injection, pouvant être réalisés par du personnel local non médical, les MNPs permettent de réduire les doses de vaccin gaspillées, les effets indésirables liés aux injections et les ruptures de la chaîne du froid, tout en facilitant la gestion des déchets. En outre, pour certains vaccins, les MNPs éliminent la nécessité de reconstituer le vaccin avec les risques qui y sont associés, tels que la contamination ou la perte d’efficacité. Les MNPs représentent une innovation prioritaire au niveau mondial pour surmonter les obstacles à la vaccination, surtout dans les PRFI.

Une stratégie de priorisation de l'innovation en matière de vaccins a été élaborée dans le cadre d'un partenariat entre l’OMS, l'UNICEF, Gavi, l'Alliance du vaccin, PATH et la Fondation Bill & Melinda Gates. Elle a récemment défini le développement de MNPs comme la première priorité mondiale pour surmonter les obstacles à la vaccination dans les PRFI et pour atteindre les objectifs de couverture vaccinale. Une étude conduite par une équipe internationale (Gambie, Afrique du Sud, USA) a permis de fournir les premières données sur la tolérance, l'innocuité et l'immunogénicité d'un MNPs contre la rougeole et la rubéole (MRV).

Il s’est agi d’un essai clinique monocentrique de phase 1/2, en double aveugle, en double hypothèse, randomisé, contrôlé par des tests actifs, mené en Gambie. Trois cohortes d’âge ont été formées : une cohorte « adultes » incluant des sujets âgés de 18 à 40 ans, une cohorte "enfants en bas âge" de 15 à 18 mois, une cohorte "nourrissons" de 9 à 10 mois. Seuls les sujets en bonne santé ont été inclus ; les participants devaient être disponibles pour des visites tout au long de la période de suivi.

Les trois cohortes ont été réparties au hasard (enfants et nourrissons) à recevoir soit un patch rougeole rubéole (MNPs-MRV ; Micron Biomedical, Atlanta, GA, USA), soit un placebo-MNP (patch placebo) associé à une injection sous-cutanée de MRV (MRV-SC ; Serum Institute of India, Pune, Inde). Les préparations de MNPs-MRV, de placebo-MNPs et de MRV-SC étaient visuellement identiques. Des personnels ont suivi les participants à l'aide d'une application en ligne ; ils n’ont pas participé à la collecte des données relatives à l’évaluation des résultats. Le personnel chargé d'administrer les interventions de l'étude, les participants, les parents, le personnel de l'étude chargé d'évaluer les résultats de l’essai, n'ont pas été informés de la répartition des traitements.

La population pour l’évaluation de l’innocuité et la tolérance était constituée de tous les participants vaccinés (adultes, enfants et nourrissons) et l'analyse a été effectuée en fonction de la voie d'administration du MRV. Les effets indésirables locaux et systémiques ont été recueillis pendant les 14 jours suivant la vaccination, et jusqu'au 180ème jour.

La population d'immunogénicité était composée de tous les participants vaccinés (enfants et nourrissons) pour lesquels on disposait d'un résultat de référence et d'un résultat à la visite du 42ème jour et qui n'ont pas eu d'écarts au protocole susceptibles d'affecter de manière substantielle les critères d'évaluation de l’immunogénicité. Les anticorps sériques neutralisants contre la rougeole et la rubéole ont été mesurés au début de l’étude (référence), puis au 42ème jour et au 180ème jour. Les taux de séroprotection et de séroconversion, ainsi que les moyennes géométriques des concentrations d’anticorps, ont été recherchés.

Le recrutement s’est fait sur 1 an, entre mai 2021 et mai 2022. Au total, 45 adultes, 120 enfants en bas âge et 120 nourrissons (séronégatifs pour la rougeole et la rubéole) ont été répartis au hasard, puis vaccinés. Après l'administration du MNPs-MRV, chez les nourrissons, 93 % d’entre eux ont présenté une séroconversion pour la rougeole et 100 % pour la rubéole. Après l'administration de MRV-SC, 90 % et 100 %, respectivement, ont présenté une séroconversion pour la rougeole et la rubéole. Des résultats similaires de séroconversion ont été obtenus chez les jeunes enfants aussi bien après administration du MNPs-MRV qu’après celle du MRV-SC.

Au 180ème jour de suivi, plus de 90 % des nourrissons étaient restés séropositifs pour la rougeole et 100 % des nourrissons l’étaient pour la rubéole. Concernant la tolérance, aucun problème n'a été relevé dans les 14 jours suivant la vaccination, cela dans les trois cohortes. L'induration au site d'application du MNPs-MRV a été la réaction locale la plus fréquente observée chez 46/60 enfants en bas âge (77 %) et 39/60 nourrissons (65 %). Des effets indésirables connexes non sollicités, le plus souvent une décoloration au site d'application, ont été signalés chez 35/60 enfants en bas âge (58 %) et 57 des 60 nourrissons (95 %) ayant reçu le MNPs-MRV. Toutes les réactions locales étaient légères. Il n'y a pas eu d'événements indésirables graves.

Cet essai a fourni les premières données sur l'utilisation de patchs pour administrer des vaccins contre la rougeole et la rubéole aux enfants et aux nourrissons ; il a montré des taux de séroconversion très élevés (de 93 à 100 %) toujours présents après 3 mois de suivi. Pour les auteurs, les résultats très encourageants d'innocuité et d’immunogénicité de cet essai de phase 1/2 soutiennent le développement accéléré du MNPs-MRV pour favoriser l’élimination de ces deux maladies, particulièrement dans les PRFI.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

GAVI