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Mesure participative de la qualité de l'air

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Réparer les vaisseaux grâce aux algues

Des polysaccharides marins pour traiter les maladies cardiovasculaires

Les vaisseaux sanguins assurent la circulation du sang dans l’organisme. Des dépôts accumulés de lipides sur leur paroi interne peuvent former des lésions responsables de maladies cardiovasculaires. C’est l’une des premières causes de mortalité en France et dans le monde. Certes, des médicaments permettent de prévenir ces maladies, mais pas de les guérir. Entre la médecine réparatrice et les recherches en thérapie cellulaire, la médecine régénérative travaille à reconstituer les vaisseaux endommagés.

Les chercheurs s’intéressent à des prothèses hybrides, autrement dit composées de matériaux synthétiques qui vont être colonisés par les cellules du patient. C’est là qu’intervient le biomimétisme, avec les polysaccharides issus des algues. Ces longues chaînes de polymères sont flexibles et malléables, tout en étant compactes et solides. Surtout, elles ne provoquent pas de réactions de rejet, donc peuvent servir de matériaux de substitution pour le corps humain.

La recette d’un bon vaisseau de substitution

Les polymères, que les laboratoires achètent sous forme de poudres, sont d’abord solubilisés et transformés en hydrogel. Après quoi, des moules leur donnent la forme désirée, ce qui permet d’étudier leurs caractéristiques. L’objectif est de produire des vaisseaux biocompatibles, capables de s’étirer en résistant aux variations de pression, qui assurent une bonne circulation du sang, ne fuient pas et se connectent correctement aux vaisseaux existants. Le biomatériau étant poreux, les cellules du patient peuvent alors coloniser la prothèse. Un mois après sa pose, celle-ci se dégrade, ne laissant sur place que le vaisseau régénéré, dont les propriétés se rapprochent au mieux des vaisseaux naturels.

Les techniques utilisées aujourd’hui ne produisent pas de vaisseaux d’un diamètre interne inférieur à six millimètres. Grâce aux polysaccharides issus des algues, les chercheurs sont parvenus à produire des tubes d’un diamètre aussi petit que deux millimètres. Implantées chez le rat, ces prothèses hybrides sont pour le moment compatibles pendant trois mois. Les travaux des physico-chimistes et des biologistes visent à augmenter la longévité de ces vaisseaux afin de pouvoir faire profiter les humains de cette avancée fondamentale sur le plan médical.

En savoir plus :

La nature comme exemple, deux exemples de biomimétisme

Le dossier de l’INSERM sur la réparation des vaisseaux sanguins

Le dossier sur l’athérosclérose de l’INSERM sur les lésions des vaisseaux par les plaques lipidiques

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Nouvelle mesure de l'expansion de l'Univers
De nouvelles mesures de la vitesse d’expansion de l’Univers confirment des tensions avec le modèle cosmologique standard.

La première mesure de l’expansion de l’Univers

L’Univers est en expansion, ce qui a été théorisé par George Lemaître, puis observé par Edwin Hubble en partant de la constatation que les galaxies s’éloignent les unes des autres. Les mesures précises du fond diffus cosmologique, le premier rayonnement émis alors que l’Univers était âgé de 380 000 ans, permettent aujourd'hui de mesurer avec une grande précision la constante de Hubble.

Certaines mesures effectuées par le satellite Planck ont été affinées au fil des ans, grâce à des télescopes plus performants, des instruments plus sensibles et un plus grand nombre de galaxies étudiées. En 2015, les dernières mesures ont abouti à une valeur de 67,8 km / s / Mpc (kilomètres par seconde par mégaparsec, un parsec étant une unité de longueur équivalente à 3,26 années-lumière). Ce résultat est directement lié au modèle cosmologique standard.

Une mesure plus haute grâce à la cosmologie de précision

En utilisant le télescope spatial Hubble, l'astronome américain Adam Riess et ses collaborateurs ont de nouveau mesuré la constante de Hubble en 2016, pour trouver une valeur d’environ 73 km / s / Mpc.

Si le résultat de Planck est indirect, le résultat de l'équipe de Riess, lui, est direct, puisqu’il est fondé sur une technique de photométrie, la mesure de l'éclat des géantes rouges Céphéides et des explosions de supernovæ dans des dizaines de galaxies. Même en prenant en compte les incertitudes dues aux erreurs de mesure, qui laissent envisageables une valeur de 70 km / s / Mpc, les deux résultats ne semblent pas compatibles.

Les quasars, une approche indépendante

En 1964, Sjur Refsdal a esquissé une méthode géométrique utilisant le phénomène des lentilles gravitationnelles, dans lequel la masse des galaxies courbe l'espace-temps. L’astrophysicien norvégien a montré que la mesure des délais temporels entre les trajets suivis par les rayons de lumière émis par une source lumineuse d'arrière-plan, alors démultipliée par une galaxie située à l’avant-plan, permet le calcul de la constante de Hubble.

En 2016, après des recherches commencées en 2004, la collaboration H0LiCOW (H0 Lenses in COSMOGRAIL’s Wellspring) a publié une nouvelle mesure de la constante de Hubble, grâce à l'utilisation du phénomène de lentilles gravitationnelles. Les scientifiques ont étudié la lumière en provenance de cinq quasars, des galaxies contenant des trous noirs supermassifs, pour aboutir à une estimation de 71,9 km / s / Mpc avec une précision forte de 3,8 %.

Pour Frédéric Courbin, de l'EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne), qui participe au projet H0LiCOW : « C'est la première fois qu'une collaboration regroupe toutes les expertises nécessaires pour analyser ce type de données, qui touchent autant à l'observation qu'au traitement de signal. Un avantage important de ce travail de longue haleine, c'est que la collaboration élimine les biais dus à notre subjectivité. Les analyses aveugles permettent d'éviter de se laisser influencer par les résultats intermédiaires que gèrent les autres groupes, ce qui fournit au bout de la méthode des données solides. »

Quelles réflexions ouvrent ces tensions avec le modèle standard de la cosmologie ?

Les deux mesures astronomiques indépendantes, l'une photométrique et l'autre géométrique, sont très proches. Les mesures de Planck ne pouvant être que difficilement mises en cause, c'est donc les postulats qui ont mené à ces résultats que la physique théorique doit analyser.

Une bonne nouvelle pour les cosmologistes, puisque cette contradiction pointe sans doute vers de nouvelles constructions théoriques. Certaines hypothèses sur la géométrie de l’Univers ou la nature de l’énergie sombre pourraient être à revoir/, comme dans toute démarche de ce type. L'important reste d'étudier le taux d'expansion de l'Univers et les paramètres cosmologiques associés grâce à des études indépendantes diversifiées.

En savoir plus

Le site de la collaboration H0LiCOW, avec une vidéo d'explication du projet

 

Les communiqués de presse

Le communiqué de l’EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne)

Le communiqué de l’ESA (European Space Agency), en anglais

 

Articles publiés à partir de cette nouvelle

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Arthur Jeannot
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