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Interférences et biomolécules

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Les expériences d’interférences mettant en jeu des molécules de plus en plus grosses et lourdes révèlent que les lois de la mécanique quantique sont applicables bien au-delà du monde de « l’infiniment petit » ...

Anomalie de dilatation thermique

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Nucléosythèse et étoiles à neutrons

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Mis à part quelques éléments légers comme l’hydrogène, l’hélium, le lithium… produits peu après le big bang, tous les noyaux atomiques naturels ...

Des réfrigérateurs à torsion

Impératifs environnementaux

Près de 20% de l’énergie électrique produite dans le monde est consommée par les climatiseurs, réfrigérateurs et congélateurs. De plus, ces machines frigorifiques utilisent des fluides frigorigènes dont la plupart sont des gaz ...

Les batteries au lithium pour un Nobel

De la petite électronique à la voiture électrique, la pile lithium-ion - non rechargeable - et surtout l'accumulateur - rechargeable - ont envahi notre quotidien. Sans cette technologie lithium-ion, téléphones mobiles, tablettes et autres appareils nomades n’existeraient pas ou seraient ...

Du champagne supersonique

Physique du bouchon de champagne

Tout le monde le sait, lorsqu’une bouteille de champagne est débouchée, le bouchon est souvent violemment propulsé… ce qui peut être dangereux s’il percute l’œil. La raison pour laquelle le bouchon saute à environ 50 km/h vient ...

Le matériau le plus noir du monde

Si vous pensiez qu’obtenir un noir intense était chose facile, vous vous trompiez. Depuis de nombreuses années, artistes et scientifiques cherchent la formule du véritable noir, ou du moins à s'en approcher. Par noir véritable, entendez une surface qui ne renverrait aucun rayon lumineux. Actuellement, ...

Organes sur puce, vers un futur bionique ?

Imaginez une puce tenant dans la main qui renfermerait un micro-poumon ? Science fiction ? Fantasme de savant fou ? Absolument pas, il s'agit de choses bien réelles et déjà brevetées ! Apparus courant 2010, les organes sur puce visent à reproduire le fonctionnement de certains organes dans des conditions expérimentales choisies.

Des débuts prometteurs

C'est une équipe de Boston, qui la première a mis au point le premier véritable organe sur puce. Il s'agissait d'un dispositif faisant intervenir la technologie microfluidique. « Visuellement, les organes sur puce ressemblent à des dominos » explique Xavier Gidrol, chef de service au CEA-Irig de Grenoble. Domino dans lequel des micro-canaux transportant de l'air et du liquide proche du sang sont séparés par une couche de cellule endothéliale et épithéliale pulmonaire, mimant la paroi alvéolaire d'un poumon. Cette paroi, et c'est la vraie révolution qu'a apportée l'équipe bostonienne, peut s'étirer en rythme, comme lors de la respiration. Ainsi, ce dispositif permet de mimer à la perfection la fonction de l'organe pulmonaire.

Depuis le premier "poumon sur puce", de nombreux chercheurs se sont penchés sur le sujet, recréant les fonctions de nombreux organes sur des puces en polydiméthylsiloxane (un polymère). À la différence des organoïdes (mini-organes produits à partir de cellules souches), les organes sur puce miment la fonction d'un organe tandis que les autres ont pour vocation de répliquer les organes. Les deux technologies peuvent sembler proches, mais n'impliquent pas les mêmes techniques. Les organoïdes sont cultivés en milieu de culture à partir de cellules souches pluripotentes. Ces cellules se différencient progressivement et s'organisent selon les lois qui les régissent pour former des mini-organes. Dans le cas des organoïdes il s'agit d'auto-organisation tandis que pour les organes sur puce le développement est contrôlé et chaque cellule est placée sciemment.

Une révolution pour l'industrie pharmaceutique

La première application des organes sur puce se situe dans la recherche pharmacologique. Cette technologie pourrait permettre à long terme de se passer des essais réalisés sur les animaux. En plus de l'aspect éthique, l'expérimentation animale possède de nombreuses limites. "Cela fait des années que nous savons soigner le cancer chez la souris alors que nous tâtonnons encore pour l'homme", souligne Mr Gidrol. En effet, l'action d'un médicament peut être très différente lorsqu'on l'administre à une souris ou à un homme. Avec les puces, les cellules utilisées sont d'origine humaine, l'effet des médicaments est donc beaucoup mieux évalué. Par exemple, pour tester l'effet d'un traitement de la mucoviscidose, il suffirait de prendre les cellules pulmonaires d'un patient et de recréer le poumon malade sur puce, puis de tester la substance médicamenteuse. Sur le long terme, les traitements pourraient être personnalisés grâce à cette technique.

Depuis ces premiers pas, l'organe sur puce a beaucoup évolué et les financements suivent cette évolution, ce qui permet à de nombreuses équipes de recherche dans le monde de se concentrer sur la question.

Une technique pleine d'avenir :

Dans le domaine, deux nouveaux axes de recherche sont apparus. L'un représenté par les équipes du CEA de Grenoble, qui cherchent à développer des organoïdes sur puces et l'autre par certains chercheurs aux États-Unis qui essayent de connecter plusieurs organes sur puce entre eux, afin d'obtenir un « corps entier » sur puce (Body on a chip). Le but étant pour les deux axes de se rapprocher le plus possible d'une copie réaliste d'organes. « Le Graal serait de se rapprocher le plus possible du vivant, pour avoir l'organe sur la paillasse » indique Xavier Gidrol, qui travaille sur un organoïde de foie et plus précisément sur des îlots de Langerhans sur puce. À l'avenir, cela permettrait de mieux comprendre le fonctionnement et le développement des organes.

À l'avenir, cette technologie pourrait révolutionner la médecine régénératrice, en greffant des organoïdes à des patients en attente d'une greffe (cela ne remplacerait pas la greffe). Par exemple des personnes atteintes d'un diabète de type I pourraient se voir greffer des îlot de Langerhans élevés sur puce, produisant de l'insuline normalement. Le but serait de restaurer la fonction de l'organe en attendant la greffe d'un organe fonctionnel.

 

Pour en savoir plus :

Article de science et vie : https://www.sciencesetavenir.fr/sante/e-sante/organes-artificiels-ces-puces-qui-miment-le-vivant_92753

Les défi du CEA, dossier : http://www.cea.fr/multimedia/Documents/publications/les-defis-du-cea/les-defis-du-CEA-238.pdf

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Nouveau succès pour la mission New Horizons
Le 1er Janvier 2019, la sonde New Horizons a réussi l'exploit de survoler Ultima Thulé, l'objet céleste le plus éloigné jamais observé par l'homme.

Pluton et Charon
Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

Une première historique

Lancée le 19 janvier 2006, New Horizons est une mission spatiale dédiée à l'observation de Pluton et de la ceinture de Kuiper, cette région du système solaire en forme d'anneau située au-delà des planètes géantes. Les corps présents dans cette zone seraient des vestiges des phases précoces d'accrétion du système solaire. Considérée comme une planète naine, Pluton fait partie de ces objets « transneptuniens ». La sonde New Horizons s'en est approchée le 14 juillet 2015 et les images recueillies ont notamment permis de mieux estimer sa taille.

Pour fêter la nouvelle année, New Horizons a survolé Ultima Thulé, un astéroïde de la ceinture de Kuiper, qui est l'objet stellaire le plus lointain jamais observé par une sonde. La NASA a publié le premier cliché détaillé d'Ultima Thule, qui ne ressemble à aucun objet stellaire observé jusqu'à présent. Les images prises à 27000 km de distance révèlent qu'Ultima Thulé est constitué de deux sphères connectées l'une à l'autre, l'ensemble mesurant 31 km de longueur d'un bout à l'autre. Les scientifiques ont renommé la plus grande sphère Ultima (19 km de diamètre) et la plus petite Thulé (14km de diamètre). Des images de meilleure qualité et des informations sur les caractéristiques physiques de cet objet inédit parviendront dans les semaines et les mois à venir.

Les instruments de New Horizons

Les instruments embarqués à bord de New Horizons ont été conçus pour examiner la géologie, la température et la composition de surface, ainsi que la pression atmosphérique de Pluton, de ses lunes et des objets de la ceinture de Kuiper. Notamment trois instruments optiques :

  • Alice, un spectromètre d'imagerie ultraviolette destiné à sonder la composition et la structure de l'atmosphère dynamique de Pluton.

  • Ralph, une caméra d'imagerie visible et multispectrale (MVIC), chargée d'établir la topographie de Pluton, de ses lunes et de la ceinture de Kuiper.

  • LORRI (Long Range Reconnaissance Imager), surnommé « eagle eyes », est un télescope à large téléobjectif dont la mission est de fournir des images en haute définition et qui a permis de révéler la taille des cratères sur Pluton et ses lunes.

À bord de New Horizons se trouvent également deux instruments plasma : SWAP (Solar Wind Around Pluto) qui mesure les interactions de Pluton avec les vents solaires et PEPSSI (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation), un spectromètre à particules qui étudie la densité, la composition et la nature des particules de haute énergie et des plasmas qui s'échappent de l'atmosphère de Pluton.

La sonde embarque par ailleurs un radio-récepteur/radiomètre, REX (Radio Science Experiment), qui est une carte de circuit imprimé intégrée au système de télécommunication de la sonde. Le radio-récepteur est chargé de mesurer la température et à la pression atmosphérique de Pluton,  la densité de sa ionosphère mais aussi de rechercher la présence d'un éventuelle atmosphère sur Charon (la plus grande lune de Pluton) et d'autres objets de la ceinture de Kuiper.

Le dernier instrument majeur à bord de New Horizons est un capteur de poussière SDC (Venetia Burney Student Dust Counter ), dont la principale mission est de mesurer la concentration des particules de poussière dans le système solaire externe. Il est capable de détecter les grains de poussière microscopiques émis par les collisions des astéroïdes, des comètes et des autres objets de la ceinture de Kuiper.

Publié le 04/01/2019

En savoir plus :

 

 

Yassa HARBANE
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