UP' Magazine L'innovation pour défi

Cleaning bots

Des nanorobots pour purifier l’eau

Des scientifiques ont révélé des microrobots sphériques capables de se propager dans l'eau et de tuer les bactéries qui s’y trouveraient. Une innovation scientifique qui pourrait offrir un moyen efficace de traitement des eaux contaminées.
 
En nageant à travers l'eau infectée par E. coli, les nouveaux robots ont pu détruire plus de 80% des bactéries qui y étaient présentes en moins de 20 minutes. Cerise sur le gâteau : ces nanorobots sont magnétiques et peuvent donc facilement être retirés de l'eau.
 
Selon l'équipe de l'Institut Max Planck pour les systèmes intelligents en Allemagne ce procédé présente un grand avantage par rapport à l'ajout de produits chimiques de nettoyage à l'eau. Ces produits restent pour partie toujours présents dans l’eau après leur utilisation.
 
« L'un des problèmes les plus persistants qui affectent les gens dans le monde entier est l'accès insuffisant à l'eau potable », écrivent les chercheurs. « Par conséquent, il est urgent de développer des méthodes de nettoyage de l'eau plus efficaces, innovantes, peu coûteuses et robustes, qui ne nuisent ni à l'environnement ni à la santé humaine ».
 
Différentes générations de microbots sont développées à l’institut Max Planck depuis l'année dernière. Les nouveaux sont composés de deux parties : une partie est faite en magnésium, ce qui crée des bulles d'hydrogène dans l'eau et agit comme un système de propulsion. L'autre moitié est constituée de couches alternées de fer et d'or recouvertes de nanoparticules d'argent et agit comme une arme antibactérienne. Les couches de fer et d'or piègent les bactéries cibles, et les nanoparticules les suppriment.
C'est le fer qui permet à de simples aimants d'extraire les microbots après qu’ils aient effectué leurs tâches de nettoyage, ainsi que les bactéries piégées.
 
Plus on augmente le nombre de bots, plus le nettoyage sera efficace, disent les chercheurs, même si le taux de nettoyage de 80% qu’ils enregistrent dans les phases expérimentales est déjà assez impressionnant.
 
Avec environ 663 millions de personnes dans le monde vivant sans eau potable, les bots sont une option prometteuse pour les endroits où l'électricité est rare et les moyens réduits.  Ce domaine fait donc l’objet d’une vive compétition. Plusieurs modèles de nanobots nettoyeurs sont proposés.
L'année dernière, une équipe internationale de chercheurs a développé des nanobots à base de graphène capables de tirer le meilleur parti des eaux usées rapidement et efficacement.
 
Les chercheurs derrière le nouveau robot promettent de continuer à travailler et à affiner leur création : ils affirment que leur bot est « biocompatible, respectueux de l'environnement et ne produit pas de déchets chimiques pendant et après l'opération ».
 
Cette recherche a été publiée dans ACS Applied Materials & Interfaces .
 
Il existe aussi une vidéo montrant les bots en action :
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nanotechnologies

NanoCar Race, des molécules sur la ligne de départ pour une étrange course automobile

C'est une étrange course automobile, réunissant des équipes de différents pays, qui se prépare au laboratoire CEMES de Toulouse : des véhicules composés d'une centaine d'atomes vont en effet s'affronter lors de la NanoCar Race. Top départ pour Nanocar Race, la 1ère course internationale de molécules-voitures !
 
Pour la première fois, des nanocars s'affronteront lors d'une course internationale de molécules-voitures les 28 et 29 avril 2017 à Toulouse. Ces véhicules de quelques centaines d'atomes seront propulsés grâce à des impulsions électriques. Ces « NanoCars » ou molécule-voitures peuvent posséder de vraies roues, un vrai châssis… et avancer avec l’énergie d’une impulsion électrique ! Rien n’est visible à l’œil nu, un microscope unique situé à Toulouse permettra de suivre la course. Véritable exploit scientifique et aventure humaine internationale, cette course constituera un spectacle unique.
 
Durant les 36 h de la course, ils devront parcourir une piste en atomes d'or de 100 nanomètres de long au maximum. Ils s'opposeront sous les quatre pointes d'un microscope unique au monde situé au Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES) du CNRS à Toulouse. Cette course organisée par le CNRS est avant tout un défi scientifique et technologique qui sera retransmis en direct sur la chaîne YouTube Nanocar Race. Au-delà de la compétition, tout l'enjeu est de faire progresser la recherche dans l'observation et le contrôle des molécules-machines.
 
Plus qu'une compétition, la Nanocar Race est une expérience scientifique internationale, menée en temps réel, pour tester les performances de molécules-machines et des instruments scientifiques capables de les contrôler. Les années futures verront certainement nombres de ces machineries moléculaires activées une par une, ou de manière synchronisée, dans la fabrication des machines de notre quotidien : construction atome par atome de circuits électroniques, déconstruction atome par atome des déchets industriels et captation d'énergie… La Nanocar Race est ainsi une occasion unique pour les chercheurs de mettre en œuvre des techniques de pointe pour observer plusieurs de ces nano-machines en même temps et pour les manœuvrer de manière indépendante.
 
L'expérience a commencé en 2013, lors d'un travail de synthèse sur les recherches concernant les nano-machines pour une revue scientifique : l'idée d'une course automobile germe alors dans l'esprit de Christian Joachim, directeur de recherche CNRS (aujourd'hui directeur de la course) et de Gwénaël Rapenne, professeur de chimie à l'Université Toulouse III - Paul Sabatier. Trois ans plus tard, les nanocars sont opérationnelles et prêtes à s'affronter sur la surface d'or du circuit. Du choix de la piste, qui doit pouvoir supporter tous types de molécules-voitures, à l'adaptation du microscope à effet tunnel, les défis à relever ont été nombreux pour l'organisation de cette course. Les équipes ont également dû surmonter de multiples challenges (dépôt et visualisation des molécules sous le microscope) et remplir de nombreux critères (structure et mode de propulsion de la molécule), afin de pouvoir participer à cette course. Ainsi, des neuf équipes qui ont postulé jusqu'à fin mai 2016, six ont été sélectionnées et quatre s'aligneront sur la ligne de départ du microscope à quatre pointes, le 28 avril 2017 à Toulouse, pour 36 h de course.
 
Tous les défis auxquels répondront les chercheurs pendant cette course seront autant de nouveaux pas vers des domaines inédits de la chimie et de la physique. Chaque équipe repartira ainsi avec de nouvelles compétences, de nouvelles données et de nouveaux savoir-faire pour arriver un jour à développer, par exemple, la chimie en surface (qui permet la réalisation de synthèse chimique directement sur une surface propre) ou une nouvelle science des surfaces, dites membranaire, qui pourrait permettre de déposer une molécule-machine à la surface d'une cellule ou de contrôler le mouvement d'une seule molécule dans un liquide.
 
Le microscope du CEMES-CNRS est le seul au monde à permettre à quatre expérimentateurs distincts de travailler sur une même surface. Le développement de tels microscopes multi-pointe permettra de synchroniser un grand nombre de molécules-machines afin d'en démultiplier la puissance, pour le stockage ou la captation d'énergie à partir d'une surface métallique chaude par exemple. Il s'agit ici des premiers pas d'une véritable « atome-technologie ».
 
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Les règles de la course
 
-    Le parcours : 20 nm + 1 virage à 45°+ 30 nm + 1 virage à 45°+ 20 nm, soit environ 100 nm
-    36 h de course au maximum
-    Autorisation de changer sa nanocar en cas d'accident
-    Interdiction de pousser sa nanocar
-    Un secteur de la surface d'or par équipe
-    6 h maximum pour nettoyer sa piste avant le départ
-    Pas de changement de pointe pendant 36 h
 
Suivre la course en direct le 28 avril à partir de 16h :
A Toulouse, un dispositif unique au monde a été mis en place pour réaliser cette course. Simple feuille d’or, la piste de course est placée à l’intérieur d'un microscope à effet tunnel unique en son genre au Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES) du CNRS à Toulouse.
Suivre la course sur ce site : (http://nanocar-race.cnrs.fr/) en LiveStream
Ou sur la chaîne Youtube du CNRS.
 
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Nanomateriaux

Nanotechnologies : Quels inconvénients ?

Les nanotechnologies et les nanomatériaux utilisent de minuscules particules dont la taille est de l’ordre du nanomètre (millionième de millimètres) et ont un immense potentiel pour améliorer notre qualité de vie. Toutefois, comme pour toute nouvelle technologie ou évolution, il existe d’éventuels inconvénients. Un rapport de GreenFacts (1).
 
L’une des difficultés posées par les nanomatériaux consiste à déterminer quelles sont les différences entre leurs propriétés biologiques, chimiques et physiques et celles des matériaux traditionnels et quel impact ces différences ont sur d’éventuels effets néfastes. Concrètement, de nouvelles méthodes scientifiques doivent être élaborées étant donné que les méthodes actuelles pourraient ne pas permettre de tester les nanomatériaux.
Dispose-t-on à l’heure actuelle des outils nécessaires pour évaluer les risques potentiels des nanomatériaux ?
 
De nouveaux nanomatériaux sont développés en permanence pour une multitude de produits. Parallèlement, nos connaissances et compétences scientifiques en vue d’expliquer et de décrire les propriétés observées des nanomatériaux s’améliorent, mais restent néanmoins limitées. Plus important encore, notre connaissance des effets néfastes potentiels des nanomatériaux progresse plus lentement que les développements technologiques. 
La recherche scientifique progresse, mais n’est pas encore parvenue à établir des modèles descriptifs généraux ; des données et connaissances plus concrètes sur les mécanismes sont nécessaires pour soutenir ce processus.  

Les nanomatériaux peuvent-ils être néfastes et présentent-ils un risque ?

Pour déterminer si les nanomatériaux peuvent être néfastes – s’ils présentent un danger –, il est essentiel et important d’observer que les nanomatériaux et les nanoparticules sont dans l’ordre de taille de nos machines utilisées en biologie. Par conséquent, les nanomatériaux sont une catégorie de composants qui est « nouvelle » sur le plan toxicologique, car elle peut interagir avec des systèmes biologiques d’une façon que nous ne connaissons aujourd’hui qu’en partie. Cependant, la taille n’est pas le seul paramètre responsable d’un éventuel effet toxique d’une nanoparticule donnée.
Inhaler certaines particules de taille nano peut provoquer une inflammation locale des poumons, des réactions allergiques ou des effets néfastes sur les gènes. Certains types spécifiques de nano-fibres peuvent provoquer des réactions semblables à l’amiante, notamment des inflammations chroniques. D’autres inquiétudes portent sur l’exposition interne, étant donné que certaines particules peuvent entrer dans le sang et s’accumuler dans des organes tels que le foie et la rate. La matière nanoparticulaire peut pénétrer dans les cellules, ce qui peut à son tour entraîner des effets génotoxiques directs et indirects.
Par ailleurs, de nouvelles générations de nanomatériaux complexes et sophistiqués sont spécialement conçues pour des bio-interactions ou ont une nature d’auto-assemblage. Ces nanomatériaux peuvent avoir des comportements dynamiques complexes, ce qui complique foncièrement le processus de recherche scientifique. Cette nouvelle catégorie de nanoparticules comprend notamment des nano-capsules qui ont été conçues pour être utilisées dans les produits alimentaires et sont déjà utilisées à des fins médicales.
Concernant l’évaluation du risque associé à l’exposition à des nanoparticules en conditions réelles, les méthodes généralement utilisées doivent aussi être adaptées en raison des propriétés spéciales de certains nanomatériaux. Il s’agit d’un effort qui reste considérable et chronophage. En ce qui concerne l’exposition sur le lieu de travail, des approches pragmatiques ont été élaborées afin de contribuer à l’évaluation et au contrôle ultérieur de l’exposition aux nanoparticules.

Quels sont les risques pour l’environnement des nanoparticules ?

La diversité des données sur l’incidence et sur les nanomatériaux empêche de tirer des conclusions sur les risques pour l’environnement de certains nanomatériaux. 
La plupart des informations disponibles concerne le milieu aquatique et quasiment aucune information n’existe sur les dangers des nanoparticules dans les sols et sédiments. Une attention croissante est accordée aux effets néfastes potentiels des produits de transformation qui sont constitués après avoir introduit un nanomatériau dans l’environnement.
Les modèles qui décrivent le rejet des nanoparticules, leur répartition dans l’environnement et l’exposition des organismes vivants à ces derniers restent rares, tout comme les données pour valider ces modèles. Il faut progresser dans l’élaboration d’outils et de méthodes analytiques en vue de déterminer et de mesurer des nano-caractéristiques en milieux complexes pour obtenir des données sur la présence de nanomatériaux et l’exposition à ces derniers.
Une évaluation des risques pour l’environnement des particules métalliques de zinc a souligné que l’écart entre les niveaux d’effet et les niveaux d’exposition était relativement grand, de telle sorte qu’aucun risque pour les organismes dans les eaux communautaires n’est encore anticipé. Toutefois, une évaluation semblable pour les particules de nano-argent n’exclue pas l’apparition d’effets néfastes sur l’environnement.

Quelles sont les principales lacunes dans les connaissances ?

ll faut progresser dans les quatre domaines suivants :
 
Premièrement, nous avons sérieusement besoin de données – c.-à-d. de données spécifiques sur les nanomatériaux et les nanoparticules, mais également d’informations sur l’utilisation des nanomatériaux/particules dans des produits et leur rejet par ces produits.
 
Deuxièmement, nous devons améliorer notre connaissance scientifique du comportement nano-toxicologique pour progresser sur la voie de la généralisation et de l’abstraction. 
 
Troisièmement, nous devons nous pencher non seulement sur les nanomatériaux simples existants, mais également surveiller et évaluer le développement de nouvelles générations de nanomatériaux. 
 
Quatrièmement, nous devons examiner les aspects relatifs à la gouvernance des risques et comment gérer la différence de rythme entre les innovations en matière de nanomatériaux et notre capacité scientifique et réglementaire à évaluer les incertitudes et les risques, et les façons de faire face à ces risques et incertitudes potentiels. 
 
Le gouvernement, la société en général, la communauté scientifique et les entreprises doivent coopérer pour trouver des moyens de gérer le développement innovant et fondamentalement nouveau des matériaux et des risques. Cela permettrait de renforcer la disponibilité des données et la connaissance mutuelle. 
Globalement, la Commission européenne a conclu que le cadre législatif européen actuel couvrait, dans une large mesure, les risques potentiels relatifs aux nanomatériaux. Toutefois, il pourrait s’avérer nécessaire de réviser la législation actuelle à la lumière des lacunes restantes et de nouvelles informations, notamment en ce qui concerne les valeurs de seuil.
(Source : www.rivm.nl/en)
 

A SUIVRE : Journée NanoLille le 10 mars 2017 : « Productions, activités et usages des « nanos » : les conditions de la confiance » - Cette journée de discussion s’adresse à tous les acteurs engagés dans les nanotechnologies ou intéressés par leurs développements et leurs implications sociales et économiques. Elle vise à fournir un état des lieux particulièrement informé des connaissances disponibles et des lacunes dans chacun des domaines concernés par le développement des nanomatériaux et nanotechnologies, et à promouvoir une réflexion collective apte à baliser les prérequis d’un développement durable et responsable de ces nouvelles technologies. 

 
Références:
Assessing health and environmental risks of nanoparticles: Current state of affairs in policy, science and areas of application  
Assessing health & environmental risks of nanoparticles - An overview  
 
(1)    L’initiative GreeenFacts est un projet à but non-lucratif avec un comité scientifique indépendant et une politique d’impartialité. Leur mission est de rendre accessible pour les non-spécialistes les rapports scientifiques complexes sur la santé et l’environnement. GreenFacts est partenaire éditorial de UP'magazine.
 
 
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nanomédecine

Nanomédecine : l’infiniment petit comme champ de bataille

Cela fait des lustres que l’on rêve de petits objets circulant dans notre corps à l’affût du moindre trouble pour l’éradiquer d’un coup de rayon magique. Hollywood en a fait des films à succès, les auteurs de science-fiction s’en sont régalés. Mais aujourd’hui, la réalité semble dépasser la fiction. Partout dans le monde, des labos s’affairent sur l’infiniment petit, et bâtissent des armes d’observation et de destruction à l’échelle du milliardième de mètre. C’est le champ de bataille de la nanomédecine nouvelle génération. Une science en pleine effervescence qui semble pouvoir apporter des solutions innovantes si ce n’est radicales, mais qui pose encore de nombreuses questions.
 
La nanomédecine est une science récente, dont une grande partie se déroule encore dans le secret des labos, mais elle dispose déjà d’un arsenal et de champs d’action très étendus : médecine régénérative, vaccins, imagerie, diagnostic, administrations thérapeutiques ciblées, etc. Quand on travaille à l’échelle nanométrique, les matériaux changent de propriété et, dès lors, tous les rêves sont permis. Il est envisageable de concevoir des dispositifs thérapeutiques et des médicaments qui vont intervenir directement au niveau de la cellule.
 
Dans le traitement des cancers, le changement d’échelle ouvre des pistes radicalement nouvelles. Jusqu’à présent, on utilisait principalement la chimiothérapie. Or l’injection de produits chimiques destinés à combattre une cellule cancéreuse se fait au niveau de l’organisme et c’est le foie qui supporte le choc. Souvent, la toxicité rencontrée entraîne l’arrêt du traitement et laisse les médecins désarmés devant l’avancée de la maladie. En nanomédecine, des nanoparticules vont identifier les cellules cancéreuses présentes dans l’organisme et décharger, au niveau précis de ces cellules, une dose de médicaments ou de radiation spécifique. C’est la théranostique, nouvelle arme anti-cancer. Seule la cellule cancéreuse est atteinte. C’est ce qu’explique le professeur Niklaus Schäfer de l’université de Lausanne : « Une fois la tumeur localisée, on passe à la phase thérapeutique. On peut pour cela utiliser le même anticorps ou autre traceur de cellules cancéreuses que dans l'imagerie, mais cette fois en l'associant à un isotope radioactif puissant, qui va irradier directement la tumeur. On parle dans ce cas de radioimmunothérapie ou radiothérapie ciblée. » Pour le médecin, si les anticorps et autres vecteurs de traitement sont bien spécifiques de la tumeur à soigner, « il y a toute les chances pour que le traitement soit efficace et pour que sa toxicité soit limitée. Globalement, la radioimmunothérapie ou radiothérapie ciblée a l'avantage d'entraîner moins d'effets secondaires qu'une chimiothérapie, car elle fait mieux la différence entre les cellules pathogènes et les cellules normales. »
 
La nanomédecine crée un nouveau paradigme en matière de traitement médicamenteux. Le médicament se réduit à une molécule que l’on encapsule dans une nanoparticule que l’on administre au patient. Cette nanoparticule est équipée de radars de reconnaissance c'est-à-dire d’anticorps greffés à la surface de la particule qui vont identifier leur cible (par exemple une tumeur) et décharger la dose nécessaire de médicament. On contourne ainsi les mécanismes de résistance et on préserve les tissus sains de l’organisme.
Cette nouvelle ère du médicament en est encore à ses balbutiements. Pour le Professeur Francesco Stellacci, directeur du Laboratoire des nanomatériaux supramoléculaires et interfaces de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), « moins de 10% des médicaments existants sont pensés dans l’optique nano ». Il poursuit : « Aujourd’hui, nous utilisons des médicaments déjà existants et il n’est pas toujours évident que leur effet en version nano soit aussi bon qu'en version traditionnelle. Parallèlement, il est extrêmement difficile de faire approuver de nouveaux médicaments. On est dans la situation du chat qui court après sa queue pour essayer de l’attraper… » Pourquoi cette lenteur ? Parce que pour prouver que les effets attendus d’un médicament sont bien présents et imaginer une entrée possible sur le marché, on doit pouvoir modéliser les études en grand. Or les nanomédicaments sont extrêmement chers à concevoir, si bien que l’industrie pharmaceutique hésite encore à investir vraiment le domaine.
 
Mais la nanomédecine, ce n’est pas seulement l’administration de médicaments au niveau de la cellule. C’est aussi une arme de guerre technologique contre la maladie. Des nanorobots, sortes de hackers de l’infiniment petit, vont pénétrer dans le système de codage de cellules-cibles et activer un gène qui a pour fonction l’autodestruction –l’apoptose– de la cellule.
D’autres armes de la nanomédecine sont destinées à l’observation de plus en plus précise du comportement d’un groupe de cellules. En observant ces comportements, on peut alors anticiper les mécanismes de dégradation de certaines cellules et enrayer le processus. Le CNRS vient d’annoncer ainsi la mise au point de nanodiamants fluorescents pour révéler des anomalies de transport moléculaire dans les neurones. Des chercheurs du Laboratoire Aimé Cotton (CNRS/Université Paris-Sud/ENS Paris-Saclay) et du Centre de psychiatrie et neurosciences (Inserm/Université Paris Descartes) ont ainsi mis au point une méthode pour mesurer précisément ce transport moléculaire grâce à des nanocristaux de diamants fluorescents. Ils ont ensuite appliqué cette méthode à des neurones de souris, soit génétiquement modifiées afin de reproduire un facteur de risque trouvé chez des personnes autistes, soit incubées avec un peptide impliqué dans la maladie d’Alzheimer. Ces expériences ont mis en évidence que le transport moléculaire était alors anormal. Ces travaux ouvrent la voie au développement de cribles pour identifier les multiples facteurs de risques génétiques des maladies neuropsychiatriques et neurodégénératives.
 
La nanomédecine, si l’on poursuit la métaphore militaire, fait appel, on l’a vu, à des missiles pour porter une charge vers une cible déterminée, à des espions pour observer le comportement de l’ennemi, à des cyber-combattants pour perturber les codes de l’adversaire… Elle fait aussi appel aux techniques du génie. Les nanotechnologies peuvent en effet être employées pour la démolition et la construction. C’est le cas notamment dans la lutte contre les maladies cardiovasculaires et l’athérosclérose. Le groupement international NanoAthero travaille ainsi sur des nanovecteurs proposés pour véhiculer des composés permettant la visualisation de plaques d’athérosclérose « vulnérables » ainsi que pour délivrer des agents thérapeutiques pour stabiliser les plaques.
 
Les nanotechnologies sont appelées à jouer un rôle de plus en plus important en médecine. Si elles sont porteuses d’espoir, elles sont aussi sujettes, si ce n’est à controverse, au moins à vigilance. En effet, selon les auteurs de « Horizons in clinical Nanomedicine »,  les vecteurs nanométriques employés sont extrêmement sensibles car ils peuvent traverser les barrières biologiques. La barrière hémato-encéphalique sensée protéger le cerveau est traversée, mais aussi les membranes cellulaires et l’enveloppe nucléaire séquestrant le génome. Comment évaluer aujourd’hui le risque sur l’organisme ? Il est difficile de répondre à cette question car la communauté scientifique reste dans une relative ignorance des comportements nanométriques. Ceux-ci bouleversent en effet notre compréhension de la matière car à l’échelle du millionième ou du milliardième de mètre, les états de la matière, solide, liquide et gazeux se recoupent. Les distinctions habituelles entre disciplines scientifiques se dérobent. De surcroit, la technologie ne peut plus être considérée comme extérieure au corps biologique : elle en devient une partie intégrante. Au total, le développement de ces nanotechnologies donne à l’homme des moyens nouveaux pour intervenir sur le vivant, à une échelle qui permet de dépasser les contraintes des approches classiques. Mais alors même que des progrès remarquables sont effectués en matière d’applications, la recherche fondamentale a du mal à suivre.
Il est, dans ces conditions, très difficile d’évaluer correctement les risques, aussi bien sur l’environnement que sur l’organisme.
C’est pourquoi il est utile de convoquer la communauté scientifique au sens large pour poser les bonnes questions et ouvrir des pistes de réponses. C’est l’objectif du forum NanoRESP qui se tiendra le 30 novembre à Paris. Il permettra de faire un tour d’horizon des avancées dans ces domaines, de discuter des performances et des limites des nouvelles stratégies en nanomédecine, ainsi que des évaluations et encadrements éthiques et réglementaires.
 
 
 
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nanorobots

Une armée nano contre les tumeurs cancéreuses

Relâcher une armée microscopique pour s’attaquer à des tumeurs cancéreuses colorectales : la science a rejoint la science-fiction et vous risquez d’en entendre beaucoup parler.
 
Comme dans le film américain Le Voyage fantastique, où un véhicule miniature circule dans le flux sanguin pour transporter dans un corps humain des médecins réduits à la taille de microbes, une équipe québécoise vient d’injecter dans les vaisseaux sanguins de souris malades une armée d’agents nanorobotiques équipés de molécules anti-cancer.
 
Cette avancée fait l’objet d’un récent article dans la revue Nature Nanotechnology. « Notre technologie s’avère prometteuse avec un taux de réussite de 55 % des tumeurs atteintes et en plus, nous ciblons avec précision les tumeurs malades, pas les tissus sains », relève Sylvain Martel, directeur du Laboratoire de NanoRobotique médical de l’École Polytechnique de Montréal.
 
Les minuscules combattants du cancer sont en fait 100 millions de bactéries équipées de sacs moléculaires (liposomes) contenant un médicament destiné à attaquer la tumeur de l’intérieur. Elles se déplacent grâce à leur flagelle et à un système de guidage qui les poussent à rechercher la présence de zones pauvre en oxygène (hypoxiques) et ainsi à cibler les zones de résistance de la tumeur cancéreuse afin de libérer le médicament par biodégradation chimique.
 
À la croisée du biologique, de l’ingénierie et de la nanorobotique, cette technologie demande encore à être testée sur d’autres types de tumeurs, mais aussi sur de plus gros animaux – et donc sur l’humain – ce que permettra la nouvelle infrastructure médicale robotisée.
 
Munie d’une plateforme clinique d’IRM, d’une station de magnétotaxisme – poste de pilotage destiné à guider les bactéries par magnétisme –, d’une pouponnière de bactérie et d’autres équipements robotisés, cette station d’opération de nanorobotique médicale opèrera presque sans aide humaine. «Tout sera automatisé et les transferts vont être très rapides ; c’est l’avenir de la médecine. », pense le titulaire de la Chaire de recherche du Canada en nanorobotique médicale.

Les bactéries à la rescousse

Ces bactéries particulières proviennent d’une souche aquatique que l’on retrouve dans les milieux humides de l’État américain de Rhode Island. Ces bactéries non-pathogènes et longues de 1 à 2 micromètres seulement possèdent une courte longévité – 30 minutes – et ne se reproduisent pas dans le corps humain.
 
Ces futures assistantes médicales se déplacent grâce aux champs magnétiques terrestres. Cela permet aux chercheurs de les contrôler dans les voies navigables sanguines où elles sont introduites. « Nous les guidons vers la destination en changeant artificiellement les champs magnétiques jusqu’à la tumeur », explique le Pr Martel.
 
Un demi-siècle après le film de Richard Fleischer, les chercheurs visent même à faire voyager ces bactéries dans le cerveau – en ouvrant la barrière hémato-encéphalique – pour atteindre les tumeurs qui s’y seraient logées. Un voyage que l’on espère moins mouvementé que dans le scénario de fiction.
 
Isabelle Burgun, Agence Science-Presse
 
Source ASP
Image d’en-tête : The NanoRobotics Laboritory – Polytechnique Montreal
 
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