RTFlash n°934 : La réalité augmentée va ré volutionner la chirurgie et l’accès aux so ins

Une équipe de chercheurs travaillant au sein d’IBM Research a élaboré une intelligence artificielle qui peut prédire les enchaînements de réactions chimique complexes. Pour arriver à créer ce programme, les IBMers ont eu une approche relativement surprenante. En effet, ils ont appliqué la compréhension du langage à l’association d’éléments chimiques.

Imaginez que pour le processus de création d’un médicament, il faut compter de très nombreuses étapes pour arriver à constituer un produit stable. En général, il y a entre 30 et 40 étapes pour la conception d’un médicament. Cela pourrait donc révolutionner l’industrie pharmaceutique, selon Philippe Gaudin, chercheur qui précise que "Les outils que nous développons pourront servir à tous les chimistes faisant de la synthèse. Notre outil pourra leur permettre d’étendre leur expertise à un plus vaste domaine de la chimie. Nous ne cherchons pas à remplacer l’humain par la machine, mais nous voulons augmenter les capacités de l’humain grâce aux machines".

Les possibilités d'utilisation d'un tel outil sont très nombreuses, tant dans la recherche que dans l'industrie. Son objectif n’était pas du tout de faire disparaître les chimistes, mais plutôt de les aider à mener à bien leurs travaux. Pour l’instant, le programme offre des prédictions précises dans 80 % des cas. La prochaine étape c’est la mise à disposition de l’outil en tant que service cloud, et dépasser les 90 % de précision.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Siècle Digital

On estime que 50 millions de personnes dans le monde sont atteintes d’épilepsie. Afin d’améliorer le suivi et le diagnostic de cette maladie, la start-up française BioSerenity, incubée au sein de l’Institut du cerveau et de la moelle, à Paris, a conçu des vêtements connectés qui permettent d’enregistrer l’électroencéphalogramme des patients à distance.

Aujourd’hui, les personnes touchées peuvent attendre plusieurs années avant d’être diagnostiquées et recevoir le traitement approprié. Plusieurs semaines sont nécessaires pour obtenir un rendez-vous et les séances, une fois fixées, sont de courte durée. Les chances d’enregistrer une crise sont alors très faibles. Or, pour définir le bon traitement, il est nécessaire de recueillir les données de l’activité cérébrale au cours de celle-ci.

Doté de 21 électrodes intégrées, le bonnet connecté de Bioserenity a été conçu en vue de mémoriser l’activité cérébrale du patient plusieurs jours d’affilée. « Il fonctionne avec un tee-shirt connecté, qui permet un examen multi-modal : recueil de l’activité cardiaque, musculaire et respiratoire, explique Pierre Frouin, fondateur et CEO de Bioserenity.

Le dispositif médical, baptisé Neuronaute, comporte entre autres des capteurs d’électro-myogramme qui, lors d’une crise d’épilepsie, enregistrent les contractions musculaires. Ce système permet également de connaître la position du patient lors de la crise grâce aux accéléromètres. Autant de renseignements qui facilitent l’interprétation par le médecin et donc le diagnostic.

Lavables 30 fois, t-shirt et bonnet sont alimentés par une batterie rechargeable. Les données collectées sont stockées sur une carte mémoire intégrée. Elles sont ensuite transmises en Bluetooth sur un hébergeur agréé de santé. Les médecins peuvent ainsi accéder aux données sur un Cloud médical à distance, disponible 7j/7J et 24h/24h. Le patient, de son côté, peut utiliser son application mobile pour lancer ou arrêter le système, saisir de nouvelles informations ou visualiser son historique.

Le dispositif Neuronaute est actuellement en pilote hospitalier, à Lyon et Paris. Quant à la plate-forme de télé-expertise Serenity Medical Services-Neurophy, filiale de BioSerenity, validée en 2016 par l’ARS, elle est déjà déployée dans 60 hôpitaux.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Industrie & Technologies

Sur une surface omniphobe, les gouttelettes de liquides rebondissent au lieu de s’accrocher au matériau. Ces surfaces sont importantes dans de nombreux domaines, tels que la fabrication de vêtements imperméables ou encore les ustensiles de cuisine antisalissure.

D’un point de vue aérodynamique, ces matériaux aux propriétés particulières servent non seulement à réduire la traînée (la force qui s’oppose au mouvement d’un corps dans un fluide) des embarcations, mais aussi à accélérer les cargos et les équipements militaires tout en économisant de l’énergie.

L’objectif ultime de la recherche sur ce sujet est de mettre au point une structure qui repousse les liquides, possède une forte stabilité mécanique et qui soit peu coûteuse à produire à l’échelle industrielle. Les matériaux omniphobes existants ne peuvent être produits en masse à cause de la complexité de leurs surfaces.

En effet, pour que les molécules glissent sur la surface, elles doivent minimiser la tension superficielle et donc la surface de contact. C’est la raison laquelle il est nécessaire de créer des aspérités micrométriques. Cependant, une zone de contact plus petite induit une fragilité mécanique supérieure.

Actuellement, les surfaces hydrophobes les plus efficaces ont été conçues en imitant la surface texturée des feuilles de lotus pour être utilisées à des fins d’anti-corrosion, antigel, ou encore la séparation de phases non miscibles.

Néanmoins, ces surfaces superhydrophobes sont sujettes à la contamination par des liquides à faible tension superficielle tels que les huiles, les solutions de tensioactifs et les solvants organiques. Pour améliorer les solutions existantes, les chercheurs de l’Université de Hong Kong (HKU) se sont lancés dans un programme de recherches en s’inspirant des cuticules de collemboles.

Les collemboles sont des arthropodes vivant dans le sol et dont les habitats sont souvent humides. Leur mode de vie est rendu possible entre autres par les propriétés mécaniques et physicochimiques de leurs membres. L’équipe du Professeur Wang Liqui a conçu des surfaces poreuses composées de micro-cavités en nid d’abeille interconnectées : l’interconnectivité assure la stabilité mécanique et les aspérités permettent de diminuer la surface en contact entre le liquide et le solide.

Les tests menés sur des échantillons montrent que la surface de ce nouveau matériau repousse une dizaine de liquide différents, notamment l’eau, les huiles, les tensioactifs et les solvants organiques, tout en étant 21 fois plus résistant à l’abrasion que les meilleures solutions actuelles. Cette matière est aussi résistante aux attaques chimiques acides mais beaucoup moins lorsque l’espèce en présence est basique.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Diplomatie

Les plus de 50 ans se souviennent sans doute de la série de science-fiction "L'homme qui valait trois milliards". Dans ce feuilleton, un pilote ayant subi un grave accident devenait un surhomme bionique grâce au remplacement de ses organes lésés par des implants bioélectroniques.

Quarante ans plus tard, la réalité est en passe de rejoindre la fiction et une entreprise canadienne a développé des lentilles de contact bioniques pour corriger les troubles de la vue et proposer une vision plus que parfaite aux usagers qui les porteront.

La plupart d’entre nous considérons notre vision comme acquise. Par conséquent, nous prenons la capacité à lire, écrire, conduire et compléter une multitude d’autres tâches, pour acquises. Cependant et malheureusement, ce n’est pas si facile pour tout le monde. Pour de nombreuses personnes, rien que le fait de pouvoir voir est un rude combat. En effet, selon la World Health Organisation (WHO), plus de 285 millions de personnes à travers le monde souffrent de troubles de la vision.

Le National Eye Institute rapporte également que plus de la moitié des Américains auront des cataractes ou auront subi une chirurgie de la cataracte avant l’âge de 80 ans. À savoir que dans les pays à revenu faible ou intermédiaire, il s’agit de la principale cause de cécité. Mais à présent, il pourrait y avoir un nouvel espoir : les cataractes et autres problèmes de vue pourraient bientôt faire partie du passé.

Obtenir une vision 3 fois supérieure, qu’est-ce que cela signifie ? Par exemple, si vous êtes actuellement en mesure de lire un texte situé à 3 mètres de distance, alors vous serez capables de lire ce même texte, mais situé à une distance de 9 mètres.

Cela est rendu possible grâce à la lentille créée par l’entreprise Ocumetics. Cette lentille bionique et dynamique remplace le cristallin naturel d’une personne : elle est placée dans l’œil par le biais d’une seringue, remplie de solution saline, après quoi, elle se démêle dans l’œil en moins de 10 secondes.

Cela peut sembler douloureux, mais le Docteur Garth Webb, l’optométriste qui a inventé la lentille bionique d’Ocumetics, explique que la procédure est très similaire à la chirurgie de la cataracte et prendrait environ huit minutes au total. Il ajoute que les personnes qui auraient ces lentilles spécialisées et insérées chirurgicalement, ne souffriront jamais de cataracte, et qu’elles ne causeront pas de maux de tête, ni de fatigue oculaire.

Cette lentille bionique peut sembler être un véritable rêve de science-fiction, mais ce n’est pas le cas. Il s’agit bien en réalité du résultat final de plusieurs années de recherche et de nombreux financements permettant la réalisation de ces études. Jusqu’à présent, il aura fallu près de dix ans aux chercheurs pour développer la lentille, qui a coûté environ 3 millions de dollars.

Bien entendu, il reste encore beaucoup de chemin à parcourir avant que ces lentilles puissent être commercialisées. Mais si le planning de Webb, présenté lors d’une entrevue avec Eye Design Optometry se maintient, et que les tests sur les humains se révèlent concluants, alors les lentilles bioniques pourraient être accessibles au grand public dans quelques mois.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

TMS

Selon le dernier rapport des think tank britannique et allemand Sandbag et Agora Energiewende, éolien, solaire et biomasse ont vu leur production bondir de 12 % en un an. Ces énergies renouvelables ont ainsi, pour la première fois, produit davantage d’électricité en Europe que le charbon et le lignite. Une avancée considérable, car seulement cinq ans plus tôt, ces derniers assuraient plus du double de la production électrique issue des renouvelables.

En 2017, un tiers de l’énergie produite l’a ainsi été par des énergies vertes : éolien (11,2 %), solaire (3,7 %), biomasse (5,9 %), hydraulique (9,1 %). L’éolien a particulièrement le vent en poupe avec une hausse de 19 % en 2017 de l'électricité produite. Depuis 2010, la part de l’éolien, du solaire et de la biomasse dans le mix électrique européen a plus que doublé, passant de 9,7 % en 2010 à 20,9 % en 2017. Cette tendance pourrait permettre à l’Union européenne d’atteindre son objectif de 50 % d’énergies renouvelables dans son mix électrique d’ici 2030.

D’après ce rapport, l’Allemagne et le Royaume-Uni ont contribué, à eux seuls, à 56 % de la croissance des renouvelables sur les trois dernières années. De leur côté, les pays d’Europe de l’Est s’accrochent au charbon, l’énergie la plus émettrice en gaz à effet de serre (GES), souligne l’étude. Par ailleurs, les énergies fossiles représentent toujours près de 45 % de l’électricité produite en Europe.

Avec une consommation électrique qui continue d’augmenter pour la troisième année consécutive ( +0,7 % en 2017) et des émissions de CO2 du secteur énergétique qui stagnent, l’UE aura en revanche du mal à atteindre son objectif, fixé lors de la signature de l’accord de Paris sur le climat, de baisse de 40 % de ses émissions de GES pour 2030.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Carbon Brief

Des chercheurs de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) travaillant dans le domaine de la spintronique ont découvert de nouvelles possibilités d'utilisation des électrons en utilisant de nouveaux matériaux. Cette discipline vise à exploiter les propriétés quantiques du spin, une notion que l’on assimile souvent schématiquement au mouvement de rotation sur elles-mêmes des particules élémentaires, ici d’électrons. Elle est parmi les sujets les plus à la pointe de la recherche dans le domaine de l’électronique.

Au Laboratoire d'électronique et structures à l'échelle nanométrique (LANES), dirigé par le professeur Andras Kis, les scientifiques ont réussi à quantifier ces propriétés quantiques dans le cas d’une catégorie de semi-conducteurs à deux dimensions appelés «Transition metal dichalcogenides» ou TMDCs.

Leurs travaux confirment ainsi que des matériaux tels que le graphène (C), la molybdénite (MoS2) ou le diséléniure de tungstène (WSe2) offrent, en eux-mêmes ou par la combinaison de certaines de leurs caractéristiques, de nouvelles pistes électroniques prometteuses. Celles-ci pourraient notamment aboutir à la fabrication de puces plus petites et dégageant moins de chaleur.

« Les dispositifs que nous avons récemment conçus, démontrent que nous pouvons accéder aux spins dans ces matériaux TMDC, les quantifier et les utiliser pour introduire de nouvelles fonctionnalités », explique Andras Kis. Tout cela se passe à des échelles extrêmement petites. Pour avoir accès à ces propriétés quantiques particulières, il est donc impératif de travailler avec des matériaux d’une grande qualité. « Pour examiner certaines caractéristiques des électrons, notamment leur énergie, nous devons pouvoir les voir bouger sur de relativement longues distances et sans trop de dispersions ou de perturbations », explique Andras Kis.

A l’EPFL, les chercheurs ont appliqué une méthode qui leur a permis d’obtenir des échantillons d’une pureté telle qu’ils ont pu observer le déplacement des électrons sous la forme d’ondes et quantifier leur énergie. Mais ce n’est pas tout. L’équipe du LANES a pu accéder à une autre propriété quantique.

Les spins d’un électron - ou d’un trou d’électron - dans ce type de semi-conducteurs 2D peuvent se trouver dans deux états différents, que l’on représente schématiquement comme étant dirigé soit vers le haut – spin up – soit vers le bas - spin down. Dans ces deux cas, ils auront une énergie légèrement différente. C’est ce qu’on appelle le «spin splitting», qui a été mesuré ici pour la première fois pour des électrons dans des matériaux TMDC.

Dans la deuxième publication, les chercheurs ont utilisé le spin splitting dans un TMDC, pour introduire des courants avec du spin aligné dans du graphène sans utiliser un champ magnétique. Ces découvertes ajoutent ainsi une pierre au domaine émergent de la spintronique et rendent plus tangible la possible exploitation d’une propriété supplémentaire des porteurs de charge, celle du spin en plus de la charge électrique, pour la fabrication des appareils électroniques du futur.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EPFL

Les véhicules électriques n’émettent pas de gaz à effet de serre (GES) lors de leur utilisation, toutefois les opinions divergent parfois fortement lorsqu’il s’agit de tenir compte des émissions sur leur « cycle de vie ». C’est-à-dire lorsqu’on considère aussi les GES émis par la production de l’électricité utilisée (par des centrales nucléaires, thermiques ou des sources d’énergie renouvelable) mais aussi les émissions engendrées par la fabrication des voitures et de leurs batteries.

A la demande de l’organisation Transport & Environment (T&O), les chercheurs de l’Université Libre (flamande) de Bruxelles (VUB) se sont récemment penchés sur les raisons de l’extrême variabilité des résultats observés dans la littérature scientifique à propos des émissions comparées des VE et thermiques.

Il apparaît que plusieurs études se basent sur des données anciennes voire erronées concernant le cycle de vie des véhicules électriques. Leurs auteurs ont par exemple sous-estimé les durées de vie des VE et de leurs batteries. Ainsi, ils ne tiennent pas compte de la seconde vie des batteries utilisées pour le stockage de l’électricité ni de leur recyclage, rendu pourtant obligatoire par l’Europe.

A l’inverse, certaines enquêtes ne considèrent pas les émissions de gaz à effet de serre (GES) sur l’ensemble du cycle de production des carburants fossiles, notamment lors de leur extraction par des méthodes très polluantes et énergivores (pétroles de schiste, sables bitumineux, forages off-shore profonds ou en régions polaires, etc.), de leur transport, leur raffinage, leur distribution, etc.

Des études sous-estiment systématiquement les consommations réelles des véhicules thermiques en se basant sur les résultats du cycle NEDC ou d’autres tests « douteux » (cf. scandale VW). A l’inverse, elles surestiment les consommations d’électricité des VE, en ne tenant par exemple pas compte de la régénération d’électricité lors du freinage et de la décélération. En outre, les mix de production d’électricité pris en compte pour établir les émissions de CO2 des VE ne prennent souvent pas en considération la progression rapide des énergies renouvelables partout dans le monde.

Sur base de données actuelles et réelles, les chercheurs de la V.U.B. ont refait les calculs. Dans un rapport récemment publié par T&O, ils démontrent que sur l’ensemble de leur cycle de vie, et même lorsqu’ils sont alimentés par de l’électricité produite majoritairement par des centrales au charbon très polluantes (comme en Pologne, par exemple), les véhicules électriques émettent significativement moins de CO2 que les véhicules thermiques.

Alimentées par le mix de production électrique de la Belgique (pas de centrale au charbon, large part de nucléaire et montée en puissance des renouvelables), les VE émettent 65 % de CO2 en moins. En France où la part du nucléaire et de l’hydraulique est prépondérante, c’est - 80 %. Et en Suède, où les énergies renouvelables sont majoritaires, la réduction est même de 85 %. Si l’on tient compte du mix électrique moyen sur l’ensemble de l’Europe, c’est une réduction de 55 % des émissions de GES que les VE permettent d’obtenir.

Les scientifiques belges ont également extrapolé leurs résultats pour prédire les émissions des VE en 2030 et 2050 si l’UE atteint les objectifs qu’elle s’est fixés en matière de décarbonatation de la production d’électricité (grâce à la croissance des énergies renouvelables). En 2030, la réduction des émissions des VE en Europe serait de 66 % par rapport aux émissions actuelles des diesel et en 2050 de 80 % !

Notons que l’étude s’attache aussi à quantifier les émissions des VE en fonction de la source d’électricité utilisée. Pour cela, ils tiennent compte des GES émis lors de la construction des outils de production (centrales, éoliennes, panneaux solaires…). C’est quand ils se rechargent par de l’électricité produite par des éoliennes que les VE émettent le moins de CO2 sur l’ensemble de leur cycle de vie : 30 g/km contre 210 g/km pour les véhicules diesel, soit 7 fois moins !

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Automobile Propre

Des chercheurs de l' Inserm basés à Lille ont découvert un mécanisme de régulation de l’expression du gène de la lactase, l’enzyme qui permet de digérer le lactose dans les intestins. Ces scientifiques du Centre international de recherche sur l’inflammation étudient les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), en particulier la rectocolite hémorragique.

L’un des traitements utilisés pour lutter contre cette maladie repose sur l’utilisation d’anti-inflammatoires, les 5-aminosalicylés (5-ASA). Ces molécules ciblent un récepteur nucléaire présent dans les cellules épithéliales de l’intestin : le récepteur PPARγ. Ce dernier transmet des signaux jusqu’au génome, conduisant à une modification de l’expression de différents gènes.

A la recherche de traitements plus efficaces et plus sûrs contre la rectocolite hémorragique, l’équipe teste de nouveaux agonistes activant un récepteur en s'y fixant à la place du messager habituel de PPARγ dans des lignées de cellules épithéliales intestinales en culture.

Pour connaître les effets des molécules testées, les chercheurs ont procédé à une analyse transcriptomique des ARN produits lors de l’étape de transcription du génome, permettant de quantifier l’expression des gènes.. Une telle analyse permet d’identifier et de quantifier l’ensemble des ARN issue de la transcription d'un gène. présents dans les cellules, et donc de connaitre les modifications de l’expression des gènes induites par les agonistes testés.

C’est ainsi que les chercheurs ont constaté, avec surprise, une large surexpression du gène de la lactase, l’enzyme qui dégrade le lactose. "Les résultats étaient sans ambiguïté, il s’agissait du gène le plus hautement régulé par PPARγ", clarifie Benjamin Bertin, responsable de ces travaux.

"Chez tous les mammifères, la production de lactase disparait après le sevrage. Mais chez l’homme, des mutations apparues au cours de l’évolution ont permis le maintien de la synthèse de cette enzyme à l’âge adulte, sachant que ces mutations sont assez hétérogènes selon les populations. De 70 % à 80 % des personnes d’origine caucasiennes produisent cette enzyme à l’âge adulte, mais c’est seulement le cas d’environ 10 % des personnes d’origine asiatique", explique Benjamin Bertin.

Si l’intolérance au lactose ne constitue pas un problème en soi, certaines études l’ont associée à une augmentation du risque de présenter certaines maladies - comme l’hypertension artérielle ou l’ostéoporose - en raison d’évictions alimentaires systématiques.

"Certaines molécules que l’on trouve naturellement dans l’alimentation régulent PPARγ, notamment certains acides gras, catégorie de lipides assurant un rôle fondamental dans la structure des cellules et le stockage de l’énergie. L’idée serait donc de supplémenter des intolérants au lactose avec ces nutriments qui n’ont pas besoin de subir de transformations digestives pour être assimilés par l’organisme, pour qu’ils puissent augmenter leur production de lactase et leur consommation de produits laitiers s’ils le souhaitent", suggère le chercheur.

En attendant, l’équipe a confirmé ses résultats en procédant à des expériences supplémentaires. Les chercheurs ont inactivé PPARγ à l’aide d’ARN antisens spécifiques et observé une baisse de production de la lactase dans des cellules intestinales en culture. Ils ont ensuite administré à des souris et des rats, par voie orale, un agoniste de PPARγ en cours de développement dans la rectocolite hémorragique : ils ont alors constaté, à l’inverse, une augmentation de la production et de la fonction de la lactase. Les scientifiques cherchent désormais à identifier ces fameuses molécules naturelles de l’alimentation qui pourraient être proposées aux intolérants au lactose.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Inserm

Un essai clinique impliquant près de 300 personnes, mené au Royaume-Uni, a révélé qu’un programme intensif de gestion du poids visant à rééquilibrer le diabète de type 2 a permis une rémission chez 86 % des patients qui l’ont testé et qui ont perdu 15 kilogrammes ou plus. Selon Roy Taylor, chercheur à l’Université de Newcastle, « Ces résultats pourraient révolutionner la manière dont le diabète de type 2 est traité ».

Taylor et ses collègues chercheurs ont étudié 298 adultes, âgés de 20 à 65 ans et qui ont reçu un diagnostic de diabète de type 2 au cours des six dernières années, afin de participer à l’essai clinique de rémission du diabète (Diabetes Remission Clinical Trial – DiRECT). Les participants ont été assignés au hasard, soit à un programme de gestion de poids intensif, soit à un programme standard pour diabétique qui leur a été administré par leur médecin généraliste, agissant comme un groupe de contrôle.

Les 149 personnes qui ont été placées dans le programme de gestion du poids ont dû se limiter à une formule hypocalorique composée de boissons simples et de soupes, limitant leur consommation à 825-853 calories (Kcal) par jour et ce, pendant une période de trois à cinq mois.

Après cette période de temps, de la nourriture plus consistante a été réintroduite lentement dans leur alimentation, durant deux à huit semaines. Les participants ont également reçu un soutien pour maintenir leur perte de poids, y compris une thérapie cognitivo-comportementale, ainsi que de l’aide pour augmenter leur niveau d’activité physique.

« Nous avons constaté que les gens étaient vraiment intéressés par cette approche – près d’un tiers de ceux qui ont été invités à participer à l’étude ont accepté », explique le nutritionniste Mike Lean de l’Université de Glasgow. « C’est un taux d’acceptation beaucoup plus élevé que d’habitude, en ce qui concerne des essais cliniques sur le diabète », ajoute-t-il.

Quant au groupe témoin ayant reçu un traitement diabétique standard, le taux de rémission n’était que de 4 %. Il est donc clair qu’une telle stratégie interventionniste de perte de poids est un bon pari pour les personnes souffrant de diabète de type 2 et qui souhaitent agir efficacement pour inverser cette maladie.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Trust My Science

L’Institut de biologie François-Jacob du CEA a récemment participé au séquençage par nanopores d'une variété de tomates. Cette technique consiste à faire passer un brin d’ADN à travers un pore biologique pour identifier la suite des bases (A, C, G, T) qui compose ce fragment d’ADN. Ce pore biologique est constitué d’une protéine bactérienne ancrée dans une membrane à travers laquelle on fait passer un champ électrique. Les perturbations d’intensité liées à la nature du brin d’ADN sont mesurées et traduites en bases.

« Grâce à de récentes améliorations, cette technologie de séquençage dénommée MinION, commercialisée par la société Oxford Nanopore Technologies, permet d'une part d'obtenir des gigabases de données et d'autre part de lire de grands fragments d'ADN », explique Jean-Marc Aury, chercheur au Genoscope, à l’Institut François-Jacob.

En effet, auparavant, les technologies de séquençage disponibles étaient capables d’une grande sensibilité, mais ne pouvaient lire que de petits fragments. Aujourd'hui, le MinION augmente considérablement le monde des possibles. « On a presque gagné un facteur 100, ajoute le scientifique. Ainsi, la taille moyenne des fragments séquencés atteint en moyenne 12 000 bases, contre 150 auparavant ». Les chercheurs ont ainsi pu séquencer une variété de tomate dont le génome est composé d’environ un gigabase (un milliard de bases), soit environ le tiers du génome humain.

Au sein du consortium international qui a réalisé ce travail, l'équipe du Genoscope s'est impliquée dans l'étape d'assemblage du génome visant à reconstruire la séquence de ce dernier en utilisant ces grands fragments. La taille des lectures fournies par le séquenceur a permis de mettre en évidence les nombreuses régions répétées du génome, inaccessibles par un séquençage classique à l'aide de courtes lectures (séquenceurs Illumina).

L'assemblage obtenu dispose d’une grande continuité, la moitié du génome est à présent contenue dans des séquences génomiques de plus de 2,5 megabases (millions de bases). De plus, il est très complet, puisqu'il contient environ 97 % des gènes de cette plante.

Cette étude franchit une nouvelle étape dans l'adoption du séquençage par nanopores en démontrant que le séquenceur portable MinION peut être utilisé pour séquencer et assembler des génomes de plantes ayant une taille de l'ordre du Gigabase et ce avec un rapport coût /qualité amélioré par rapport aux autres équipements dotés de la même sensibilité. Cette technologie est mise en œuvre au Genoscope pour séquencer les différents génomes étudiés, elle permet à l’inverse de la technologie illumina de fournir une meilleure représentation du génome et notamment des régions répétées.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

CEA

Des chercheurs de l’Université de Bonn travaillent sur une technique visant à lutter contre l'infarctus du myocarde avec des nanoparticules aimantées. Ces travaux, présentés dans la revue Biomaterials, montrent que les cellules musculaires transplantées présentent une meilleure prise de greffe dans un contexte de champ magnétique.

Comment un tissu cardiaque endommagé suite à une crise cardiaque peut-il être mieux réparé avec une greffe de cellules musculaires ? Cette méthode innovante consiste à charger les cellules musculaires injectées de nanoparticules magnétiques, à les maintenir en place par un aimant, ce qui permet une meilleure prise de greffe sur le tissu existant.

Ces scientifiques allemands montrent que leur technique permet une amélioration significative de la fonction cardiaque. Comment ? Lors d'une crise cardiaque, les caillots entraînent des problèmes circulatoires dans certaines parties du muscle cardiaque, ce qui induit la mort d’un grand nombre de cellules du muscle cardiaque.

Si la greffe de cellules de remplacement est aujourd’hui une voie de recherche prometteuse, pour réparer le muscle cardiaque, en pratique, durant l’injection, la plupart des cellules sont expulsées du site lésé en raison de l'action de pompage du cœur. Seules quelques cellules de remplacement restent dans le muscle cardiaque, l’efficacité de la réparation est donc limitée.

Cette approche innovante a pour objectif de « fixer » les cellules injectées au site de la lésion du tissu cardiaque. L’équipe teste cette approche sur des souris modèles de crise cardiaque et à l’aide de cellules obtenues à partir de cœurs de souris fœtales ou de cellules souches. Rendues fluorescentes pour permettre leur traçabilité, ces cellules musculaires sont ensuite chargées avec de minuscules nanoparticules magnétiques et injectées via une fine canule dans le tissu cardiaque endommagé.

Un champ magnétique permet à ces cellules chargées de nanoparticules de rester en place sur le site de la réparation. Il s’agit tout simplement d’un aimant placé à quelques millimètres de la surface du cœur et qui permet à 60 % des cellules injectées de rester en place, vs 25 % environ en cas de « greffe standard ».

10 minutes sous ce champ magnétique suffisent à conserver une proportion significative de cellules musculaires chargées en nanoparticules sur le site cible. Et des jours après la procédure, les cellules injectées sont toujours en place, se sont progressivement intégrées au tissu existant, et commencent à se multiplier.

Une accélération de la réparation cardiaque : les chercheurs constatent en effet que ces cellules musculaires implantées sont plus densément imbriquées et cette meilleure interaction cellulaire permet d’augmenter leur survie. En fin de compte, la fonction cardiaque est significativement améliorée chez les souris traitées avec ces cellules aimantées sous champ magnétique. « Les scientifiques sont convaincus que cette technologie pourrait être transférée à l'Homme, même « s’il reste encore un long chemin à parcourir ».

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Santé Blog

Si les mécanismes de la neurodégénérescence dans la maladie de Parkinson sont à présent bien connus, les causes de cette pathologie restent encore obscures et associent sans doute facteurs génétiques et environnementaux.

Des chercheurs de l'Inserm (Sofiane Kab, Johan Spinosi et Laura Chaperon) ont montré que le simple fait de vivre en milieu rural semble augmenter le risque de Parkinson. Pour parvenir à cette conclusion, ces scientifiques ont exclu les patients prenant des anticholinergiques et des neuroleptiques et les jeunes femmes prenant de la bromocriptine pour la lactation. Les agriculteurs ont été exclus de l’étude pour éviter de biaiser les résultats. Le profil de 18 modes d'agriculture a été défini au niveau du canton dans lequel résidait le patient lors de la première utilisation de médicaments antiparkinsoniens.

Cette étude montre que 69 010 cas de maladie de Parkinson ont été déclarés entre 2010 à 2012. Selon ces travaux, les sujets vivant dans les régions avec une plus forte densité de vignobles ont un risque augmenté de 8,5 %. Les auteurs suggèrent que cette augmentation du risque est liée à un poids plus faible du génome dans cette population et à une exposition à des pesticides plus toxiques et depuis interdits. La viticulture emploie 20 % des pesticides utilisés en France alors que les vignobles ne représentent que 3 % des terres agricoles.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EJE

De nombreuses études ont lié la maladie d'Alzheimer à l'accumulation dans le cerveau de deux protéines, bêta-amyloïde et tau. Ces protéines pourraient créer des pores dans les membranes des cellules nerveuses qui permettraient aux ions de circuler de manière incontrôlable et toxique, ce qui entraînerait la dysfonction neuronale et la mort cellulaire. Une équipe internationale de chercheurs a montré qu'un nouveau médicament peut restaurer la fonction cérébrale et la mémoire chez un modèle murin de la maladie d'Alzheimer, en arrêtant ce flux d'ions toxiques dans le cerveau.

Ces premières données ouvrent une toute nouvelle option thérapeutique qui, de plus, pourrait être également prometteuse pour d'autres maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson et la sclérose latérale amyotrophique.

Cette petite molécule, appelée anle138b, semble en effet capable de réduire la perte de mémoire en bloquant directement les fuites des membranes nerveuses, en s'attachant à la fois aux amas de protéines bêta-amyloïde et tau et en désactivant les pores créés par ces agrégats. Ainsi, lorsque les chercheurs administrent anle138b à des souris à phénotype Alzheimer, qui présentent des symptômes de type fonction cérébrale anormale, altération de la mémoire et niveaux élevés de protéines bêta-amyloïdes ou de tau dans le cerveau, leur activité cérébrale est normalisée et leur capacité d'apprentissage améliorée.

Le Docteur Christian Griesinger, professeur de chimie biophysique à l'Institut Max Planck et co-auteur, ajoute que « le médicament est capable d'atteindre le cerveau lorsqu'il est pris par voie orale, il est facile à administrer et des études de toxicologie sont en cours pour de futurs essais cliniques chez l’Homme ». Car si cette première étude chez l’animal montre bien l’efficacité neuroprotectrice d'anle138b, de nombreuses études cliniques chez des patients atteints de maladies neurodégénératives seront encore nécessaires.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EMBO

Chez les personnes souffrant de troubles du spectre autistiques (TSA), le cervelet - une structure cérébrale impliquée dans de nombreux processus cognitifs - présente des anomalies morphologiques qui pourraient contribuer aux difficultés que rencontrent ces personnes pour focaliser leur regard sur le visage de leurs interlocuteurs et reconnaître leurs émotions.

Pour la première fois, une équipe de chercheurs de l'Inserm (Etude sur l'autisme au service explorations fonctionnelles et neurophysiologie en pédopsychiatrie, équipe "Autisme" de l'unité 930 "Imagerie et cerveau", Centre hospitalier universitaire Bretonneau, Tours) vient de décrire qu’il était possible de corréler ces anomalies cérébrales, identifiables à l’IRM, aux résultats d’analyse du regard, obtenus par oculométrie (ou eye tracking). Pour obtenir ce résultat, cette équipe a procédé en trois étapes :

La première a consisté à comparer les IRM de personnes souffrant de TSA à celles de sujets témoins. Après un travail ardu d’identification des sous-régions du cervelet, facilité par des méthodes informatiques automatisées, les chercheurs ont montré que, si son volume global était conservé, certaines zones du cervelet étaient plus petites en cas de TSA.

Dans un second temps, les chercheurs ont conduit l’analyse par eye tracking, afin d’étudier le temps de fixation du regard lorsque des visages exprimant typiquement la peur, la joie ou la colère étaient présentés aux participants. À partir de ces deux séries d’expérimentations, les chercheurs ont pu montrer que le temps de fixation du regard mesuré grâce à l’eye tracking était corrélé à la morphologie du cervelet chez les patients souffrant de TSA.

Les troubles du spectre autistique sont particulièrement hétérogènes. Certaines personnes souffrent de déficience mentale ou d’un langage peu développé, alors que d’autres présentent une intelligence supérieure à la normale. Un point commun existe malgré tout : les troubles des interactions sociales, qui se manifestent notamment par des anomalies du regard. "L’hétérogénéité clinique des présentations de la maladie rend les recherches complexes", explique Charles Laidi qui a mené ce travail.

Jusqu’à présent, la majorité des travaux concernant la maladie ont été conduits chez l’enfant ou l’adolescent. Or, à cet âge, "le travail est encore plus ardu car ces sujets peuvent suivre des trajectoires d’évolution distinctes, depuis l’amendement des principaux symptômes jusqu’à leur aggravation.

Conduire cette étude chez l’adulte nous a permis de nous affranchir de cette variabilité, poursuit-il. En reliant une simple mesure clinique du regard avec la morphologie du cerveau des patients, nous pouvons envisager de faciliter la compréhension des mécanismes de l’autisme, de disposer d’outils diagnostiques fiables, voire, à terme, d’ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques en essayant de stimuler les zones altérées".

Dans ce travail, les chercheurs se sont penchés sur le cervelet, une structure localisée sous les hémisphères cérébraux et qui participe à la fois à la coordination fine des mouvements et de la posture et à un grand nombre de processus cognitifs. Dans le même temps, la même équipe s’est intéressée à une autre région du cerveau : le sillon temporal supérieur qui est connecté au cervelet et impliqué dans la cognition et l’interprétation des émotions lors des interactions sociales.

De la même façon, leurs travaux montrent une corrélation entre les résultats d’eye tracking et les anomalies de ce sillon observé à l’imagerie IRM. Pour Charles Laidi, "l’axe cervelet – sillon temporal supérieur pourrait à terme constituer une cible thérapeutique dans les troubles du spectre autistique", par exemple en utilisant des méthodes de stimulation cérébrale non invasive.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Inserm

Une équipe de recherche dirigée par le Professeur Israël Hershkovitz (Université de Tel Aviv) a découvert le fossile d'un fragment de mâchoire dans une grotte en Israël, qui avance d'au moins 50.000 ans la sortie d'Afrique de l'homme moderne, apportant un nouvel éclairage sur les croisements avec d'autres espèces comme les Néandertaliens. Cette découverte, qui vient quelques mois après celle de fossiles d'Homo sapiens d'au moins 300 000 ans, faite au Maroc en juillet dernier (Voir Edito RT Flash), conforte également l'hypothèse selon laquelle des hommes modernes auraient émigré d'Afrique il y a plus de 220.000 ans.

Avant cette découverte sur le site archéologique de Misliya, situé sur les pentes du mont Carmel, les plus anciens fossiles d'Homo sapiens trouvés hors d'Afrique dataient de 90.000 à 120.000 ans, précisent les chercheurs. Or, selon la datation isotopique, la partie gauche de cet os maxillaire supérieur, portant encore plusieurs dents, remonte à une période allant de 177.000 à 194.000 ans. "Ce fossile est l'indication la plus solide à ce jour que nos ancêtres ont émigré d'Afrique beaucoup plus tôt que nous le pensions jusqu'alors", souligne l'étude.

Cela signifie également que "les hommes modernes avaient potentiellement rencontré d'autres groupes d'humains archaïques pendant cette plus longue période de présence en Eurasie, offrant plus d'occasions d'échanges culturels et de croisements biologiques", explique le professeur Quam. Les scientifiques ont utilisé plusieurs techniques de datation sur le morceau de maxillaire et les dents de Misliya. Ils ont aussi analysé sa forme à l'aide de modèles virtuels en 3D.

Les comparaisons avec des fossiles d'hominidés africains, européens et asiatiques ainsi qu'avec les populations humaines récentes ont montré que le fossile de Misliya provient, sans équivoque, d'un homme moderne. "Tous les détails anatomiques du fossile de Misliya correspondent bien à la morphologie des humains modernes, même si certains traits sont également trouvés chez l'homme de Neandertal et d'autres groupes humains archaïques", précise le professeur Quam.

La voute de la grotte de Misliya s'est effondrée il y a environ 160.000 ans, permettant de protéger jusqu’à aujourd’hui ce fossile et autres matériaux et objets enfouis dans les sédiments. Les indices archéologiques révèlent que ses occupants d'alors étaient des chasseurs capables de tuer du gros gibier comme des aurochs, des daims persans et des gazelles et qu’ils contrôlaient l’utilisation du feu dans des foyers. Ils fabriquaient aussi des outils en pierre similaires à ceux trouvés chez les plus anciens humains modernes en Afrique.

D'autres fossiles plus anciens d'humains modernes ont été trouvés en Afrique mais les périodes et les routes de migration hors du continent africain des Homo sapiens sont essentielles pour comprendre l'évolution de notre espèce, expliquent ces chercheurs.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

The Guardian