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Lasers à l'honneur pour le Prix Nobel 2018

Arthur Ashkin a été primé pour l'invention des «pinces optiques», dont le principe repose sur l'utilisation des forces liées à la réfraction d’un faisceau laser en milieu transparent. Cette force va alors permettre de maintenir et de déplacer des objets microscopiques, voire ...

L'enjeu des débris spatiaux

Des débris dangereux qui s'accumulent

Depuis le lancement de Spoutnik 1 en 1957, le nombre de satellites artificiels en orbite autour de la Terre n'a cessé de croître. En 61 ans, on compte plus de 5000 lancements d'engins dans l'espace. Actuellement, quelque 1500 satellites sont actifs ...

Lidar au service du climat

L'altimétrie satellitaire

Le satellite ICESat-2 a été mis en orbite à une altitude de 466 km, avec à son bord le système ATLAS (Advanced Topographic Laser Altimeter System). Ce système d'altimétrie par satellite va analyser l'état des calottes polaires ...

Fin de partie pour les lampes halogènes

Pourquoi en finir avec les halogènes ?

À cause de leur durée de vie assez courte (2000 heures en moyenne) et d'une efficacité lumineuse médiocre, les lampes halogènes sont devenues obsolètes, dans un contexte où la sobriété énergétique ...

Titan Krios

Une technologie de pointe pour visualiser des composantes microscopiques

Le Titan KriosTM est un microscope électronique doté d'une caméra ultrasophistiquée, capable de fournir des images révolutionnaires par leur résolution. ...

Le LHC haute luminosité

Des données cruciales pour la recherche

Le LHC, Large Hadron Collider, est un accélérateur de particules circulaire, enfoui entre la France et la Suisse. Avec ses 27 km de circonférence, c'est le plus grand collisionneur de particules au monde, et aussi le plus puissant. Les particules y sont ...

Vitiligo

Une maladie de la peau assez fréquente

Le vitiligo se manifeste par l'apparition de zones dépigmentées sur la peau, due à la disparition de mélanocytes, les cellules pigmentaires productrices de mélanine, pigment de la peau. Si les causes exactes de la maladie restent mystérieuses, ...

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 1900 nouveaux nés atteint de la maladie. En 2009, elle a été classée au quatrième rang des priorités en matière de santé publique par l'OMS.

Qu'est-ce que la drépanocytose ?

La drépanocytose est une maladie génétique résultant de la mutation d'un gène. Elle ne s'exprime que si les deux allèles dont dispose l'individu ont mutés. Si un seul des deux a muté, on parle de porteur sain de la maladie.

La drépanocytose se caractérise par une anomalie dans la forme des globules rouges : au lieu d'être biconcaves, ils prennent une forme de croissant ou de faucille, d'où l'autre nom de la maladie, l'« anémie falciforme » (sickle cell anemia en anglais). Les globules rouges de cette forme sont plus fragiles et leur durée de vie chute drastiquement de 120 à une vingtaine de jours ce qui contribue à augmenter la viscosité du sang, avec la conséquence de boucher potentiellement de petites artères.

Les symptômes de la drépanocytose sont d'intensité variable mais généralement graves et handicapants. Parmi eux, on trouve principalement l'anémie chronique, des crises douloureuses vaso-occlusives dues à l'obturation des vaisseaux sanguins et une sensibilité plus importante aux infections.

Diagnostic

Le diagnostic de la drépanocytose peut se faire par deux moyens : par frottis sanguin, la forme de faucille des globules rouges étant observable au microscope, ou par test génétique qui permet de déterminer si le gène concerné a muté ou non. Un diagnostic prénatal peut même être fait pour les couples les plus à risques (si au moins l'un des deux est drépanocytaire et que l'autre est porteur sain). En effet, pour un couple de porteurs sains, le risque d'avoir un enfant drépanocytaire est de un sur quatre, et passe à un sur deux si l'un des deux est lui-même drépanocytaire.

Traitements et avancées de la thérapie génique

Les traitements les plus courants sont des traitements des symptômes de la maladie : pour éviter les complications, on prescrit au patient des antibiotiques et une couverture vaccinale renforcée pour se prémunir des infections, et des transfusions de sang provenant de donneurs sains pour éviter les troubles d'obturation et d'anémie chronique. Les transfusions répétées peuvent toutefois être rendues obsolètes si le système immunitaire du patient détecte le sang transfusé comme un corps étranger.

Le seul traitement curateur existant aujourd'hui est la greffe de cellules souches de la moelle osseuse, lieu de la production des globules rouges, pour rétablir une production normale. C'est une intervention lourde et non sans risque, qui nécessite de plus un donneur compatible de la famille (frère ou sœur), ce qui la rend inaccessible à bon nombre de malades. Elle est réservée aux personnes atteintes des formes les plus sévères de la maladie et disposant d'un donneur compatible.

Cependant, la thérapie génique pourrait apporter un nouveau traitement aussi performant et moins contraignant : une autogreffe de cellules souches hématopoïétiques (les cellules à l'origine de la production de toutes les cellules sanguines). Les résultats semblent pour l'instant encourageants : deux ans après l'administration du traitement dans le cadre d'un essai, un patient a produit plus de 50% d'hémoglobine normale (alors que 20% suffisent pour traiter la maladie). C'est une rémission complète avec disparition des symtômes, sans nécessiter de transfusion sanguine. Quelques années d'observation s'imposent toutefois avant de pouvoir déclarer le patient guéri. 

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Diatomées marines et climatologie
Une étude parue dans Nature Geoscience conduit à revoir à la hausse le rôle des diatomées dans la pompe biologique de carbone

Diatomées pennées. Auteur : UBO

La pompe biologique de carbone
Les océans, qui contiennent 65 fois plus de dioxyde de carbone (CO2) que l’atmosphère, jouent un rôle crucial dans la régulation du climat. Ils sont en effet capables d’échanger ce gaz à effet de serre avec l’atmosphère par voie physique et biologique. Le premier mécanisme fait appel à la solubilité variable du CO2 dans l’eau de mer (en fonction de la température par exemple) ; le deuxième est appelé « pompe biologique » de carbone. En effet, lors de la photosynthèse, les micro-algues planctoniques transforment du CO2 en carbone organique particulaire qui entre dans le réseau trophique. Les déchets organiques, plus denses que l’eau de mer, ont tendance à sédimenter vers les eaux profondes tout en régénérant du CO2 , notamment par attaque bactérienne. Ce CO2 régénéré retourne en principe à la surface de l’océan où il est de nouveau échangé avec l’atmosphère. Mais, lorsque le carbone organique atteint les eaux très profondes, le CO2 régénéré va y être en quelque sorte séquestré pendant plusieurs siècles. Les diatomées, micro-algues à carapace siliceuse (verre organique), contribuent à environ 40% de l’export de carbone organique depuis la couche de surface.

Du nouveau sur les diatomées
Une équipe internationale, conduite par des chercheurs de l'Institut Universitaire Européen de la Marine (IUEM) de Plouzané a pu démontrer deux choses.  Premièrement, comme l'explique Paul Tréguer, professeur émérite à l'Université de Bretagne occidentale, que les diatomées sont parmi les microalgues les plus efficaces dans ces transferts de matière. La silice sert en effet de ballast à la matière organique particulaire en train de sédimenter dans la colonne d’eau. Les diatomées peuvent transporter du carbone organique jusqu'à plus de 5 000 mètres de profondeur, dans des couches profondes des océans où le CO2 régénéré est stocké pendant des durées supérieures à un siècle. Deuxièmement, l’étude montre que toutes les diatomées n’ont pas le même potentiel de transfert : celui-ci varie selon la taille des diatomées, la forme de leurs cellules, leur degré de silicification (le rapport silicium/carbone de leurs coquilles), mais aussi l’environnement biogéochimique dans lequel elles évoluent. Il s'avère que les diatomées à carapace de verre peuvent transporter du CO2 jusqu'à plus de 5 000 mètres de profondeur, dans des couches profondes des océans où il est stocké pendant des durées supérieures à un siècle.

Enfin, l’étude s’interroge sur le devenir des diatomées dans un océan plus chaud. Les modèles actuels prévoient qu’en cas d’augmentation de la température des eaux, les populations de diatomées devraient décliner. Cependant, ces modèles sous-estiment la capacité d'adaptation des diatomées au réchauffement et à l'acidification des océans. Une chose est sûre : l'étude des interactions entre l'océan, la biosphère et l'atmosphère devront être mieux appréhendées pour prévoir le climat futur et ses impacts sur les écosystèmes marins. 

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