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La lutte contre la drépanocytose

Un enjeu majeur de santé publique

Chaque année, 275 000 nouveaux cas sont dépistés dans le monde, chez les nourissons. La drépanocytose touche particulièrement les populations d'Afrique et d'Inde. La France n'est pas totalement épargnée avec un enfant pour ...

Homo sapiens découvert hors d'Afrique

Une équipe internationale vient de découvrir le plus ancien fossile d'Homo sapiens jamais découvert en dehors du continent africain : un maxillaire vieux de près de 200 000 ans exhumé sur le mont Carmel au nord d'Israël qui contraint les paléanthropologues à réviser leurs copies. ...

Désintégration du neutron et matière noire 

Pour expliquer divers effets gravitationnels, les physiciens ont été amenés à supposer l'existence d'une « matière noire » à l'intérieur des galaxies et dans l’espace intergalactique. Parmi les hypothèses relatives à sa nature, on suppose l’existence ...

Une symbiose à l'épreuve du milieu

CC SA 3.0 ©Prenn

Duo de choc : les recherches récentes montrent qu’une plante hôte et un champignon peuvent s’associer par-delà leur milieu naturel. Aidée de son symbiote, la plante devient plus résistante.

Le raisinier des mers antillais en voyage au Sénégal

Le ...

L'essor du taxi aérien

Une interview de Claude Le Tallec, Chargé de mission "Transport aérien personnel" à l'ONERA. 

Qu'est-ce qui, à l'heure actuelle, favorise l'émergence de la thématique des voitures volantes ?

Le notion de « voiture volante » ...

L'horloge nucléaire

Ce qui caractérise la performance d’une horloge, c'est la faiblesse de sa dérive au cours du temps : de combien diffère chaque jour l'heure qu'elle indique par rapport à sa référence ; autrement dit au bout de quelle durée se décale-t-elle d’une seconde ?

Le génome de la rose décrypté

By LaitcheLink to My Website. - Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4023663

Notre amie la rose

De toutes les plantes ornementales, les roses sont parmi les plus cultivées au monde, que ce soit pour l'agrément que les rosiers confèrent aux ...

La biolixiviation

Les impacts environnementaux et sociaux des industries minières et le besoin accru de certains métaux comme les terres rares pour les appareils électroniques modernes rendent urgente l'élaboration de solutions nouvelles pour traiter les minerais ou récupérer dans les déchets des éléments de plus en plus recherchés. C'est ce que pourrait apporter un procédé, la biolixiviation.

Une solution biotechnologique éprouvée

La biolixiviation, c’est-à-dire l’extraction de métaux grâce à des micro-organismes, est une technique déjà utilisée pour produire 5 % de tout l’or mondial et 20 % du cuivre et, de façon plus marginale, pour l’extraction du nickel, du zinc, du cobalt et de certaines terres rares. Son développement industriel a réellement débuté il y a moins de 20 ans.
Le procédé s'applique à des réserves de minerai, c’est-à-dire de roches suffisamment riches en minéraux d’intérêt. Il nécessite de grandes quantités d’eau, que l’on rend généralement acide et des micro-organismes préléablement sélectionnés (bactéries, archées ou champignons) qui vont faire le travail d’extraction des minéraux intéressants. Bien souvent, l’apport d'oxygène est nécessaire et parfois, pour certains micro-organismes, l'apport en sucres.

La biolixiviation peut s’effectuer par deux voies. Une voie statique qui consiste à verser directement la solution sur le minerai stocké dans un vallon, une cuvette que l’on a imperméabilisée et au fond de laquelle on récupère les métaux dissous. Et une voie dynamique qui consiste à broyer et concasser finement le minerai pour le placer dans de grands réservoirs appelés bioréacteurs. Le contenu de la cuve est alors sans cesse agité afin d’améliorer la surface de contact entre bactéries et minerai et de rendre l’oxygène plus facilement disponible. Avec l’expérience, on a appris à optimiser la température, l’acidité, la vitesse de mélange, les apports en oxygène, en dioxyde de carbone ou en sucres pour que les microorganismes gagnent en productivité.

Plusieurs atouts économiques

Comparée aux méthodes traditionnelles de récupération des minéraux que sont la pyrométallurgie (extraction par fusion des roches) ou l’hydrométallurgie (extraction par dissolution chimique de la roche), la biolixiviation, qui peut aussi être appelée bio-hydrométallurgie, utilise peu d’énergie, produit beaucoup moins de sous-produits et surtout beaucoup moins de polluants. En outre, la mise en oeuvre est relativement peu coûteuse et permet d’extraire des minéraux à partir de minerais pauvres ou de résidus miniers dont l’exploitation traditionnelle ne serait pas rentable. Ainsi, au Chili par exemple, où la quasi-totalité des minerais riches en cuivre ont été exploités, la biolixiviation a pris le relais pour les ressources restantes à faible teneur en métal. En Ouganda, cela fait maintenant une dizaine d’années que les stériles des mines de cuivre sont utilisées pour produire du cobalt. Cependant, le procédé est beaucoup plus lent et, mal conduit, il peut aussi mener à des catastrophes environnementales. Ainsi, la mine finlandaise de Talvivaara, qui avait mis en place un procédé de biolixiviation pour récupérer nickel, zinc, cobalt et cuivre depuis un minerai faiblement concentré dans les années 2000 a connu d’importantes fuites et défauts d’imperméabilisation qui ont ravagé les eaux aux alentours, avec notamment une fuite d’uranium qui a mené l’entreprise à la faillite.

Une clé pour les terres rares ?

Les terres rares (qui comprennent les 15 lanthanides plus le scandium et l’yttrium) sont des matériaux très prisés en électronique, dans les industries des énergies renouvelables, ou encore pour des applications en optique, en raison de leurs propriétés paramagnétiques et luminescentes. Malgré leur nom, les terres rares sont plutôt abondantes dans la croûte terrestre, mais elles sont très dispersées et ne font pas de filons ou de minerais très concentrés. Par conséquent, leur extraction est compliquée et très coûteuse. L’approvisionnement mondial est aux mains de la Chine (90%) via l’exploitation des sous-produits d’autres industries minières, notamment du fer et du cuivre. Flambée des prix, risque de rupture d’approvisionnement sont des motivations très fortes pour trouver des méthodes alternatives à leur extraction. Parmi elle, la « biolixiviation urbaine », qui consiste à extraire les métaux intéressants des déchets électroniques via des microorganismes, a donné lieu à des réussites intéressantes pour récupérer des éléments rares présents dans des lampes fluorescentes ou des aimants de disques durs. En tout état de cause, le procédé semble être promis à un bel avenir. D’une part, parce que les études menées sur les micro-organismes extrêmophiles se développent, ce qui permet d’améliorer encore les rendements et les conditions de la biolixiviation. A titre d’exemple, des souches de bactéries qui continuent d’être actives en milieu salé permettent de continuer les activités minières dans des pays où l’eau douce s’est faite rare. D’autre part, parce que c’est aussi une technique que l’on envisage pour l’exploitation des minéraux sur d’autres corps célestes (Lune, Mars, astéroïdes) ; des études menées sur la station internationale ayant montré que certains microorganismes extrêmophiles terrestres étaient capables de résister aux conditions extrêmes de l’espace (températures, vide, radiations). Enfin, parce qu’elle sert aussi depuis longtemps comme base pour des opérations de dépollution des sols, on parle alors de bioremédiation par les bactéries.
Publié le 03/05/2018

En savoir plus 

http://www.brgm.fr/projet/biotechnologies-viennent-secours-valorisation-environnement

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Espoirs pour les diabétiques
Des recherches récentes permettent d'espérer de nouveaux traitements du diabète de type 1.

Image : Un îlot pancréatique de Langerhans exprimant le peptide antimicrobien immunorégulateur CRAMP (en rouge). Les cellules bêta productrices d’insuline sont visibles en vert et les cellules alpha productrices de glucagon sont en bleu. (source : Inserm © Julien Diana)

Moins connu que le diabète de type 2, le diabète de type 1 est une maladie auto-immune très lourde pour les 42 millions de personnes touchées dans le monde. Le seul traitement disponible est le contrôle de la glycémie par de multiples injections d'insuline chaque jour.

De l’insuline sous forme orale pour prévenir le diabète de type 1

Des chercheurs américains ont lancé une vaste étude aux Etats-Unis pour mesurer l’efficacité de l’insuline, prise sous forme de capsule orale, dans la prévention du diabète de type 1. Les personnes suivies par cette étude ont en commun d’avoir un parent proche atteint de diabète de type 1 et présentent des anticorps responsables de l’apparition de cette forme diabète sans en avoir les symptômes. Les chercheurs ont constaté une évolution du système immunitaire de ces personnes qui pourrait prévenir l’apparition du diabète type 1. L’échantillon suivi est encore trop faible pour juger de l’efficacité de ce traitement, mais les résultats donnent bon espoir. Une étude complémentaire en cours apportera, on l’espère, des réponses satisfaisantes.

Des bactéries pour protéger le pancréas

Pour comprendre le rôle de la flore intestinale dans la protection contre le diabète, il faut comprendre à quoi est due cette maladie. Le diabète de type 1 est déclenché par une réaction auto-immune, qui détruit de manière incontrôlée les cellules pancréatiques des îlots de Langerhans qui produisent l’insuline, hormone régulatrice du taux de glucose dans le sang. Les chercheurs de l’Inserm, sous la direction de Julien Diana, se sont appuyés sur l’étude des souris pour mieux comprendre le fonctionnement de la maladie. Ils ont découvert que loin d’être passives, les cellules du pancréas étaient en temps normal capables de se défendre en produisant des peptides antimicrobiens, les cathélicidines, capables de stopper les cellules auto-agressives. Dans le cas des souris diabétiques, ces peptides ne sont pas synthétisés et ne permettent pas de protéger les cellules du pancréas. Or la production de ces peptides est stimulée par la présence dans le sang d’un acide gras à courte chaîne, le butyrate, émis par certaines bactéries de la flore intestinale. Ce sont ces bactéries qui sont justement absentes ou en plus faible quantité chez les souris diabétiques. Les chercheurs ont tenté un transfert de bactéries de la flore intestinale d’une souris saine à celle d’une souris malade, ce qui a conduit à une nette réduction de l’incidence du diabète chez ces souris. D’autres résultats indiquent que ce processus pourrait être appliqué chez l’homme, notamment grâce à la méthode du transfert fécal, déjà utilisée avec succès pour traiter d’autres troubles de la flore intestinale.

Des greffes de pancréas pour éviter les crises d’hypoglycémie

Les cas les plus sévères de diabète de type 1 entraînent des crises d’hypoglycémie sévère à répétition qui compromettent lourdement la vie et la santé des personnes malades. La greffe de cellules pancréatiques, les îlots de Langerhans, qui a été effectuée par le Dr Bernhard J. Hering, sur des personnes pour lesquelles les autres traitements avaient échoué, a permis à ces patients de retrouver une glycémie proche de la normale de manière continue et de diminuer dans une grande mesure leurs crises d’hypoglycémie. Cette étude est une bonne nouvelle pour les nombreux patients qui vivent des crises sévères d’hypoglycémie malgré la pompe à insuline et la surveillance en continu de leur taux de glucose.

Lutter contre l'autodestruction

Une nouvelle piste consiste à induire un profil de lymphocytes T, appelés CD4 cytolytiques, ciblent censés neutraliser les cellules immunitaires impliquées dans la destruction des cellules bêta du pancréas, sécrétrices d’insuline. Un essai clinique est en cours.

Publié le 14/11/2017


Pour en savoir plus :

Sur le diabète de type 1

Sur le rôle des bactéries dans la protection du pancréas

La Fédération Française des Diabétiques

L’association pour la recherche sur le diabète

Pauline Armary
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