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50 ans de Lune

© NASA, 1968

Apollo, conquête spatiale et apports scientifiques

"Un petit pas pour l'homme, mais un grand pas pour l'humanité", les mots de Neil Armstrong sont restés dans l'Histoire, comme l’empreinte de la chaussure de Buzz Aldrin restera sur la Lune ...

CRISPR-Cas9, une révolution et des dérives

Une modification aux effets secondaires indésirés

En novembre 2018, un scientifique chinois révélait au monde entier qu'il avait réussi à créer des bébés génétiquement modifiés. Cet apprenti Frankenstein a modifié in vitro un

Sommes-nous seuls dans l'univers ?

Un peu d'histoire

A l'aube de la civilisation, la vie extraterrestre est envisagée par le prisme des dieux et divinités. Les Incas pratiquent des sacrifices, et les Aztèques tracent de grandes figures au sol destinées ...

Une demi-vie qui dépasse l'âge de l'univers

Construit 1500 m sous le sol italien, le Laboratoire National de San Grasso (LNSG) accueille le détecteur XENON1T, résultat de la collaboration internationale de plus de 160 chercheurs venus d'Europe, des États-Unis et du Moyen Orient. Le 29 avril 2019, ils annonçaient l'observation de la désintégration ...

Bio-plastique et Crustacés

@FranklinMedina

Depuis quelques années, les bioplastiques représentent un enjeu environnemental et économique majeur. Le terme bioplastique englobe les plastiques bio-sourcés, c'est-à-dire qui proviennent de matière organique, et des plastiques d'origine fossile, mais biodégradables. ...

L'homme augmenté et le transhumanisme

@Jhonny Linder

Une idéologie controversée

Le transhumanisme est un mouvement intellectuel et culturel qui prône l'usage des sciences pour l'amélioration des capacités physiques comme mentales de l'homme. Jusqu'à présent, le progrès ...

Lithium et troubles bipolaires

Une action à élucider

Les troubles bipolaires se traduisent par une vie rythmée d'épisodes de dépression entrecoupés de phases maniaques, c'est-à-dire d'états de grande excitation pathologique. Sur le long terme, on observe une perte de la matière ...

Un gel reconstructeur

© Wiki Commons

 

Un espoir pour réparer les tissus

Une équipe de chercheurs de l’Université Johns Hopkins School of Medecine à Baltimore (États-Unis) a développé un gel qui mime la micro-architecture et les propriétés mécaniques des tissus mous. Ce gel permettrait de guérir plus vite et sans déformation ni cicatrice. Testé sur des rats et des lapins, il a montré une nette amélioration de la cicatrisation. Il pourra être utilisé après des excisions de tumeur, des malformations congénitales, des brûlures, des blessures importantes ou même contre le vieillissement. Injectable par aiguille, il serait beaucoup moins traumatisant pour les patients que les transplantations de peau utilisées depuis une quinzaine d'années. Elles nécessitent en effet le prélèvement de tissus sur une autre partie du corps, laissant de nombreuses cicatrices. Dans certains cas, des implants synthétiques de peau sont utilisés mais les cellules immunitaires réagissent mal et rejettent parfois l’implant, provoquant, là aussi, des cicatrices.« Dans les greffes de peau il n’y a que l’épiderme qui est recréé ce qui ne permet pas de souplesse. Il faut un derme artificiel pour reconstruire une peau totale» explique Michael Atlan, chef de service à l'APHP au service de chirurgie plastique reconstructrice et esthétique, microchirurgie, régénération tissulaire et chercheur au laboratoire LVTS de BICHAT INSERM et membre du centre de recherche De St Antoine du Pr Bruno Feve, spécialisé dans l'étude du tissu graisseux . « On peut aussi utiliser des tissus animaux décellularisés pour construire une architecture 3D. Cette technique est souvent utilisée en reconstruction mammaire. »

Une matrice en nanofibres

Ce gel est composé de nanofibres en polymère biodégradable (nanofibres de polycaprolactone). Ce type de polymère était déjà connu et utilisé pour réaliser les points de suture. Les nanofibres sont similaires à la matrice extracellulaire. La matrice extracellulaire est une structure située à l'extérieur des cellules. Elle fournit un support structurel pour les cellules et les tissus et sert de ciment intercellulaire. « La polycaprolactone est très utile car elle se résorbe. Elle maintient l’architecture le temps que se fixent les cellules » ajoute Michael Atlan. Cependant, elles ne sont pas injectables et ne produisent pas le volume ni les propriétés mécaniques nécessaires à la reconstruction tissulaire. C’est pourquoi les nanofibres de polymères sont imbibées d’acide hyaluronique. Selon le chirurgien, « l’acide hyaluronique est un composant naturel de la matrice extracellulaire. Il facilite la reconstruction des tissus et leur hydratation ". Il était déjà utilisé par les chirurgiens pour aider la cicatrisation des petites blessures. Il se lie aux macrophages (cellules immunitaires) ce qui permet de lutter contre l’inflammation. Il induit aussi une angiogenèse (création de nouveaux vaisseaux sanguins). Après l’injection, le gel crée des liaisons entre l’acide hyaluronique et les cellules. Cela entraîne la création d’une matrice élastique, squelette permettant aux cellules du corps humain de se greffer dessus. « Le gel sera injecté en complément de cellules souches qui viendront coloniser la matrice» explique Michael Atlan. Cette structure poreuse laisse passer les cellules utiles à la cicatrisation et favorise l’angiogenèse. « L’alliance d’une matrice 3D avec des cellules souches permet de recréer un derme. Les cellules souches sont issues de la graisse, elles se différencient pour s’adapter au receveur » conclut Michael Atlan.

 

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Des nano-balances pour peser des virus
Une équipe de chercheurs français a, pour la première fois, mis en place un système de mesure capable de peser des nano-objets.

Mesurer le nano monde

Un nano-objet a par définition des dimensions de l'ordre du nanomètre soit (10-9 m). À titre de comparaison, le diamètre d'un cheveu mesure entre 50 et 100 micromètres (10-6 m).

Les nano-objets comprennent entre autres les nanoparticules, naturelles (poussières émises par les volcans, ou produites par érosion) ou d'origine anthropique. Ces dernières sont notamment présentes dans les gaz d'échappement des moteurs à combution ou manufacturées telles que le noir de carbone que l'on retrouve dans les pneus ou les semelles de chaussures, ou encore le dioxyde de titane, présent dans le dentifrice, les peintures blanches et les crèmes solaires. Autres nano-objets : les nanocristaux, les nanotubes, ou encore les virus.

Alors que l'on sait déterminer les masses d'objets de grande dimension ou celles de particules telles que l'électron, les masses des nano-objets sont délicates à mesurer.
 

La mesure

La masse est un paramètre clé dans l'étude, la caractérisation est l'identification des nano-objets. Or, les spectromètres de masse actuels atteignent leurs limites au-delà du mégadalton (1 dalton équivaut à la masse d'un atome d'hydrogène), jusqu'au gigadalton. En effet, pour mesurer leur masse, il faut ioniser les particules et mesurer un changement de trajectoire lorsque des champs électromagnétiques leur sont appliqués, ce qui s'avère difficile lorsqu'il s'agit de particules "lourdes".

Une équipe composée de chercheurs du CEA, du CNRS, de l’Inserm, et des Universités Grenoble-Alpes et Paris-Sud a développé une nouvelle technique de spectrométrie de masse, une nano-balance, qui permet de mesurer minutieusement les objets de taille nanométrique. Cette nano-balance est constituée de trois étages : le premier se charge de nébuliser (transformer un liquide en un brouillard de petites gouttelettes) les nanoparticules présentes dans la solution. Le deuxième étage est constitué de lentilles qui focalisent le faisceau de particules, et le dernier effectue la pesée de ces particules grâce à des nanorésonateurs mécaniques. Comme les cordes d'un guitare, les nanorésonateurs "vibrent" à une fréquence particulière. Lorsqu'une particule atterrit à la surface d'un résonateur, cela modifie sa fréquence et c'est ce changement de fréquence qui permet de déterminer la masse de la particule.

Cette nouvelle méthode de mesure a été appliquée à un virus bactériophage (le phage T5) dont on ne disposait jusuqu'à présent que d'une estimation de la masse. D'une taille de 93 nanomètres, la capside virale pèse environ 100 mégadaltons. Cette technique va permettre, sans recourir à l'ionisation, de mesurer avec précision les masses de virus, de biomarqueurs pathologiques (cancers, maladies dégénératives, etc.), ou encore de nanoparticules synthétiques à visée biomédicale.

Sébastien Hentz, chercheur au CEA précise que: « dans le cadre de la phagothérapie, des virus bactériophages sont produits pour infecter des bactéries particulières (alternative à l’antiobiothérapie classique). Les laboratoires doivent s’assurer que cette production est stable et que les propriétés de ces virus sont bien celles attendues. La mesure de la masse est un des contrôles possibles.»

Cela pourrait permettre par exemple un contrôle-qualité du phage T5 ou d'autres bactériophages que l'on envisage d'utiliser pour traiter des maladies infectieuses d'origine bactérienne.

Publié le 09/01/2019

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Yassa HARBANE
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