lu pour vous numéro 74

Détails

« Lu pour vous » n°74*

Sommaire

  • Peut-on se passer de l'expérimentation animale ?
  • Sciences-médecine : un nouveau vaccin empêche la croissance de tumeurs cérébrales
  • Sciences-astronomie : océan de méthane sur Titan, satellite de Saturne
  • Actualité-gadget : un vêtement comme chargeur électrique,
  • Urbanisme : la Chine rêve de villes aquatiques
  • Nature-climatologie : objectif 2°c, mission possible ?
  • Sciences-nature : la vie dans les océans

Peut-on se passer de l'expérimentation animale ?

Une récente réglementation européenne impose de limiter le plus possible l'utilisation des cobayes.

Les faits :

lpv749-7Chaque année dans le monde, 80 millions d'animaux sont utilisés comme cobayes. En France, 60 000 biologistes mènent des essais sur 2,2 millions d'animaux dont l'issue est, à 90%, l'euthanasie. Les méthodes alternatives représentent déjà 70% des expériences en laboratoire. Si cela permet d'améliorer la santé des êtres humains, les Européens sont favorables aux tests sur les chiens et les singes à 44%, et 37% sont contre. S'il s'agit de rongeurs, ils sont pour à 66% (Eurobaromètre, 2010).

Depuis 1901, 79 prix Nobel ont été attribués à des travaux impliquant des animaux : c'est grâce aux oiseaux qu'on a compris la chimie des cellules (1610) et aux chevaux que les mécanismes de l'immunité ont été découverts (1919) ; des chiens ont servi à démontrer que le diabète se traite à l'insuline (1921) et à mettre au point des transplantations d'organes (1990), etc.

Il est en effet obligatoire de tester sur des animaux les traitements thérapeutiques avant qu'ils ne soient validés sur les humains.

Grâce au développement des méthodes de substitution l'expérimentation sur les animaux ne représente déjà plus que 30% des tests menés en laboratoire. En France, depuis 2009, une charte éthique rappelle les règles : une expérience sur animaux n'est autorisée que si elle est nécessaire et irremplaçable par une méthode alternative. Tout projet de recherche doit être envoyé au ministère de la Recherche qui vérifie sa conformité avec la législation avant de la transmettre à un comité éthique. Après étude, s'il rend un avis favorable, le ministère donne son feu vert. Le processus prend des mois et est contraignant.

Pour qu'un projet soit validé, il doit respecter le principe de «32R» : remplacer (ne pas utiliser d'animaux s'il est possible d'employer une méthode de substitution), réduire (diminuer le nombre d'animaux au strict minimum) ; raffiner (choisir les méthodes les moins invasives possibles : taille des cages, administration d'analgésiques, etc.). Tout faire pour éviter ou limiter la douleur, qui peut d'ailleurs fausser les résultats d'une expérience.

Remplacer les cobayes vivants.

Les méthodes alternatives en expérimentation animales reposent principalement sur des modèles de cellules humaines in vitro ou des modèles mathématiques in silico. L'objectif de ceux qui les développent n'est pas seulement d'éviter le sacrifice d'animaux, mais également de se doter d'outils plus performants, plus rapides et moins coûteux.

Cultiver et imprimer des tissus en 3D.

lpv741La culture des cellules en laboratoire, au fond de boîtes plates, sur un tapis de nutriments, est un modèle trop éloigné de la réalité d'un organisme. D'où la nécessité pour les chercheurs de vérifier et compléter leurs observations in vivo par des études chez l'animal. Les biologistes développent donc des méthodes de culture tridimensionnelle. En 3D, les cellules s'organisent et interagissent différemment. A l'institut Curie, des équipes ont fabriqué de petites sphères creuses, ou les cellules peuvent constituer des amas comme dans la nature.

D'autres méthodes prometteuses émergent, comme le bio printing, l'impression 3D de cellules avec des »bio encres » qui reconstituent les différentes couches d'un groupe cellulaire. L'impression d'organes entiers n'est encore qu'un objectif à quelques décennies.

 

lpv742Reprogrammer des cellules adultes.

Il est désormais possible de reprogrammer pratiquement chaque cellule du corps humain adulte à l'état de cellules souches pluripotentes, capable ensuite de redonner n'importe quelle cellule de l'organisme (innovation qui a valu au japonais Shinya YAMANAKA le prix Nobel en 2012).
Cette innovation reste complexe à employer car il faut introduire quatre gènes codant dans le génome de la cellule pour la reprogrammer. Néanmoins, ces cellules dites 1RS sont utilisées pour tester l'efficacité de molécules à visée thérapeutique : elles permettent de modéliser de nombreuses pathologies afin de les étudier ou d'effectuer des tests de toxicité précliniques.

lpv743Reconstituer un organe sur puce.

Des chercheurs de Harvard ont réussi à reproduire à l'intérieur d'un petit composant en plastique la structure cellulaire propre à un organe (cœur, poumon, foie, etc.), et à y simuler son fonctionnement. Quand il est mis en contact avec différentes substances, on voit comment cet «organe sur puce» réagit. Ce micro dispositif est utilisé pour étudier des substances chimiques, mais aussi des maladies et l'effet des médicaments censés les contrer.

A terme, les puces des différents organes seront reliés les unes aux autres : elles permettront de reconstituer le corps humain et de tester des traitements directement par ce biais.

Fabriquer des peaux artificielles.

Produire des anticorps sur tous supports.

Elever des larves fluorescentes permet de tester la toxicité des substances.

lpv744Modéliser les biomécanismes in silico.

De puissants logiciels modélisent les réactions de cellules humaines mises en contact avec une molécule donnée. Les algorithmes sont définis à partir de l'ensemble des connaissances acquises grâce aux méthodes in vivo et in vitro. Le résultat ? Sur un écran, on observe une série de graphiques et de tableaux qui montrent les mécanismes biologique (ci-dessous, une modélisation de neurone) tels qu'ils se seraient produits dans la réalité.
Cette méthode en plein essor permet d'éliminer rapidement les molécules déclenchant des réactions anormales de cellules, et ainsi de remplacer les animaux dans les premières phases d'une recherche.

Source: L'enquête de ça m'intéresse juin 2014, textes Alexandra BOGAERT

 

Sciences- médecine : un nouveau vaccin empêche la croissance de tumeurs cérébrales.

Un vaccin arrête la croissance de tumeurs cérébrales chez les souris. Début 2015, en Allemagne, des médecins veulent examiner son efficacité sur des patients.

Comme dans tous les cancers /opération, l'irradiation et la chimiothérapie sont les thérapies classiques pour le traitement d'une tumeur cérébrale.
Parvenir, par un vaccin, à faire attaquer les cellules cancéreuses par le propre système immunitaire serait un progrès évident.
Des chercheurs allemands ont développé une substance capable d'arrêter, chez la souris, la croissance d'une tumeur.

Le traitement vise les tumeurs cérébrales les plus fréquentes, les gliomes .Elles se développent à partir des cellules gliales. La spécificité de ces tumeurs est que 70 sur 100 des gliomes à croissance lente, portent exactement la même mutation de gêne. De ce gène défectueux, les cellules cancéreuses produisent toujours la même protéine modifiée qu'elle incorpore.

«Avec un vaccin qui dresserait le système immunitaire du patient contre cette protéine modifiée, nous pourrions attaquer la tumeur sans nuire aux cellules saines» déclare Michael PLATTEN du Centre allemand de recherche sur le cancer(DKFZ), qui a mené cette étude.

Jusqu'à ce jour cela a réussi seulement chez la souris. Au laboratoire, les chercheurs ont reproduit la protéine modifiée dans beaucoup de gliomes et ont vacciné avec des souris cancéreuses. Les animaux ont été modifiés génétiquement pour que leur système immunitaire puisse réagir contre cette particule de protéine humaine.

Après le vaccin, les chercheurs ont découvert dans les souris des anticorps contre cette protéine. Le système immunitaire l'a considéré dangereux, le vaccin a produit son effet.

Les chercheurs pensent avoir de bonnes chances pour que leur vaccin soit efficace également chez les patients. Tests sur l'homme à partir de 2015.

Source : DER SPIEGEL on line du 25 juin 2014, signé Julia MERLOT

Sciences-astronomie : océan de méthane sur Titan, satellite de Saturne.

Titan ressemble à la Terre, à côté de notre planète c'est le seul objet du système solaire avec des lacs et des mers à sa surface. Mais les liquides diffèrent : sur Terre c'est de l'eau, sur Titan c'est du méthane. Maintenant, la sonde spatiale «Cassini» a trouvé sur sa mer du nord des indices de vagues et d'autres phénomènes dynamiques.

Ils sont les premiers indices sur des variations de la surface au nord de la lune après le début de l'été sur ce côté, rapportés par l'équipe de Jason HOFGARTNER de l'université de Cornell à Itaca (Etat de New-York) dans la revue britannique «Nature Géoscience». La mer du Nord de Titan présentent les mêmes variations saisonnières que les lacs sur Terre.

La sonde « Cassini » avait observé sur la moitié sud et sur l'équateur des modifications à la surface, comme des lignes des côtes mobiles. Pour la partie nord de Titan, ou régnait l'hiver jusqu'en 2009, on n'avait pas observé de tels indices.

Sur les photos au radar de Titan de la sonde spatiale Cassini, on observe des signes distinctifs lumineux. Ils pourraient provenir de vagues, car-selon les chercheurs- avec des températures plus élevées la vitesse des vents pourrait également augmenter. D'autres explications seraient des bulles de gaz ascendantes ou d'objets flottants comme le polyethin, gelés dans la mer du nord pendant l'hiver et qui émergent aux températures plus élevées. Dans l'ensemble, ces phénomènes donnent à entendre que les mers sur Titan sont soumis par les saisons à des modifications similaires à ceux de la Terre.

Source : Spiegel on line sciences du 22 juin 2014, URL

Actualité-gadget : un vêtement comme chargeur électrique.

Microsoft avec un designer de mode, a présenté un pantalon avec lequel on peut charger son smartphone. Mais il n'est pas encore très pratique et trop cher.

Des « wearables », des micro-ordinateurs incorporés dans tous ce qu'on peut porter sur son corps sont très à la mode depuis un certain temps. Des montres, lunettes, etc., équipées avec beaucoup de technique devraient être d'une aide pratique effective.

Microsoft et le designer britannique Adrien SAUVAGE ont développé un pantalon spécial, qu'ils ont présenté à une revue de mode, à Londres. Pour le pantalon ils ont utilisé la station de chargement sans câble Nokia DC-50, qui réalise le chargement avec un champ d'induction. Celle-ci a été incorporée dans la matière du pantalon de telle façon que son propriétaire doit purement mettre son smartphone dans la poche de devant. Le champ magnétique du chargeur fournit l'énergie. Le chargeur lui-même doit être rechargé avec un micro-câble USB.

Le pantalon est proposé sur Amazone pendant trois mois au prix de minimum 250 euros, mais n'est pas lavable au lave-linge.

Source : SPIEGEL on line du 19 juin 2014, signé MEU

Urbanisme : la Chine rêve de villes aquatiques.

La phase pilote d'une île-cité pourrait être lancée en 2015 au large de Hong Kong.

Ce serait une ville à la fois flottante et sous-marine. Le cabinet d'architecture londonien AT Design a reçu commande d'un projet île-cité artificielle sur 10 km2 de la part de l'entreprise de construction publique China Communications Construction Company (CCCC), qui veut étudier une nouvelle façon de bâtir sans détériorer les paysages terrestres. Une phase pilote pourrait être lancée en 2015 au large de Hong Kong. L'ensemble comptera un centre-ville, des espaces verts au-dessus et au-dessous de la surface de l'eau, des tunnels et des canaux pour se déplacer, un port, des exploitations agricoles, une centrale d'énergie marémotrice... Des puits de lumière serviront à ventiler et éclairer les niveaux sous-marins. La ville reposerait sur des structures polygonales préfabriquées en béton, évidées et longues de 150 m pour une section de 30 m. Ces éléments s'empileraient pour jouer sur la hauteur des espaces urbains. Puis, les modules seraient agencés et reliés sous la surface par des tunnels permettant la circulation de l'un à l'autre.

Source: SCIENCE et AVENIR, N° 809, juillet 2014, signé A.D.

Nature-Climatologie : objectif 2°C, mission possible ?

lpv745Un groupe de scientifiques de 15 pays propose des scénarios innovants de «décarbonations» pour limiter le réchauffement de la planète.

Ca ne semble pas grand-chose, mais 2°C de plus en moyenne à l'échelle de la planète constituent une limite au-delà de laquelle l'humanité risque gros. Selon le rapport 2013-2014 du Groupe d'experts intergouvernemental sur le climat(Giec), dépasser ce seuil serait annonciateur de phénomènes climatiques extrêmes. Les activités humaines produisent des gaz à effet de serre(GES) qui font croître la température de telle manière que les prévisions annoncent une augmentation moyenne jusqu'à 5,3°C d'ici 2050. L'objectif de 2°C a été acte par les Nations Unies lors de la conférence à Copenhague en 2009. Mais cet engagement est actuellement non contraignant (ni contrôle, ni sanction). Il reste donc à l'entériner et à le rendre effectif de toute urgence. Le sommet de Paris, en décembre 2015, sera crucial en ce sens.

Contenir l'augmentation moyenne du réchauffement à 2°C ? Une équipe de scientifiques relève le défi. Elle entend démontrer aux politiques que les stratégies pour le limiter le réchauffement climatique existent dans chaque pays, pourvu qu'on les mettent en œuvre dès aujourd'hui.
Baptisé Deep Decarbonisation Pathway Project (DDPP), il va faire l'objet d'un premier rapport remis le 8 juillet au secrétaire général des Nations Unies, Ban KI-MOON.

lpv746Des gaz à effet de serre (GES), le protoxyde d'azote (N2O), le méthane (CH4) etc., principalement le dioxyde de carbone (CO2), émanent des activités humaines. Ces gaz persistants dans l'atmosphère forment comme un couvercle de Cocotte-minute au-dessus de nos têtes, en empêchant la chaleur d'être évacuée, fait grimper le thermomètre terrestre. Contenir l'augmentation de cette température à 2°C implique de diviser de moitié les émissions mondiales de GES d'ici 2050 et par quatre dans les pays industrialisés.

L'économiste Jeffrey SACHS, directeur du SON et de I' Earth Institute de l'université Columbia à New-York, et Laurence TUBIANA, fondatrice de l'IDDRI et représentante spéciale du gouvernement français pour la Conférence Paris Climat 2015, ont eu l'idée de réunir autour de la table des scientifiques issus de 15 pays parmi les plus émetteurs de GES et de leur confier une mission : établir les trajectoires de développement de leur pays compatibles avec l'objectif de 2°C. « Ils doivent définir des scénarios sectoriels et technologiques crédibles, réalistes et économiquement viables à l'horizon 2050, afin de permettre une division des émissions de C02 par 2 par rapport à aujourd'hui » explique Emmanuel GUERIN, de l'Earth Institute, coordinateur du DDPP à New-York. Son alter ego à Paris, Henri WAISMAN, de l'IDDRI, précise : «Cela revient à définir des trajectoires dont les émissions ne dépassent pas, en moyenne pour les quinze, un chiffre de référence de 1,7 tonnes de CO2 émis par personne et par an en 2050». Certains émettront un peu plus, d'autres un peu moins. C'est la moyenne qui compte. Aussi, depuis dix mois, une soixantaine de scientifiques de 15 pays ( Afrique du Sud, Allemagne, Australie, Brésil, Canada, Etas-Unis, France, Inde, Indonésie, Japon, Mexique, Royaume-Uni et Russie) responsables de 75% des émissions de C02 actuelles planchent sur leur scénario d'un monde au régime décarboné.

Deux outils d'analyse innovants servent aux projections

lpv747«Au lieu de faire des prévisions (forcasting) à partir des données actuelles, comme le pratique le Giec, nous faisons du back casting, explique Henri WAISMAN. C'est- à-dire que chaque pays part de son point d'arrivée en termes de développement en 2050 (croissance, population, mobilité, occupation résidentielle, taux d'électrification, réduction de la pauvreté, etc.), associée à un objectif de forte réduction des émissions de CO2 par personne. Puis il établit les chemins possibles pour y parvenir». Chaque équipe utilise pour cela deux outils d'analyse développés par l'IDDRI et le SDSN. Une «matrice de stratégie de décarbonisation», sorte de grand tableau à entrées multiples, qui décrit l'évolution des dix grandes activités sources d'émissions. Puis un tableau de bord qui traduit ces choix en chiffres.

lpv748En France, »nous proposons deux scénarios à 1,41 de CO3 par personne et par an contre 5,6 aujourd'hui, affirme Patrick CRIQUI, représentant français du DDPP, directeur du laboratoire Edden (CNRS). Les Etats-Unis font presque aussi bien. « Nous avons quatre scénarios à 1,71 de C02, contre 17,5 en 2010, expose Jim WILLIAMS, directeur scientifique d'Ethree, une société de conseil californienne. Pour cela, bâtiments, véhicules et industries doivent avoir la plus grande efficacité énergétique possible. L'électricité doit être quasi décarbonée (d'origine non fossile), soit ne pas dépasser 5% de l'électricité venant du gaz naturel (contre 27% aujourd'hui) ou 2,5% du charbon (contre 27% aujourd'hui). Enfin, tous les usages finaux qui peuvent être électrifiés doivent l'être». Pour la Chine (il est difficile d'envisager qu'elle se dégage complètement du charbon), le déploiement maximal des technologies bas carbone, notamment renouvelables, constituent des enjeux techniques essentiels».
Une fois ce premier rapport remis en juillet à l'ONU, s'enclenchera la deuxième phase du projet : déterminer les coopérations internationales à mettre en place pour rendre réalistes ces scénarios au plan mondial.

L'équipe «France» du DDPP propose deux scénarios de décarbonisation (baisse des émissions de CO2) partant de la situation actuelle. La première table sur une très forte réduction de la consommation d'énergie d'ici à 2050, de 50% par rapport à 2020, avec une population en hausse de 15%. «Ce scénario proche de celui de l'Ademe, (l'agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie) se caractérise par des forts gains d'efficacité énergétique, une baisse du nucléaire à 25% de la production électrique en 2050, une montée en puissance des énergies renouvelables». L'autre scénario, inspiré des travaux de l'Alliance nationale de coordination de la recherche pour l'énergie (Ancre), ne compte que sur une réduction de 20% de la demande énergétique. «Là, le nucléaire reste à 50%, mais on mobilise et on diversifie davantage les énergies renouvelables».

Source: SCIENCE et AVENIR N° 809, juillet 2014, signé Elena SENDER

Sciences- nature : la vie dans les océans.

Un biologiste présente des formes de vie extrême dans les océans.

Stephen PALUMBI, biologiste à l'université de Stanford (Californie) a écrit un livre sur l'écosystème des océans pour susciter la vénération et le respect pour la vie aux profondeurs des océans, en présentant ses formes extrêmes. Après tout, les superlatives présentent un moyen éprouvé pour attirer l'intérêt du public. Et, ce sont des créatures bizarres que rencontrent les lecteurs,

lpv749Le ver »Pompeji» détient le record de durabilité de la résistance à la chaleur ; il bouillonne dans les cheminées des sources brûlantes du fond de l'océan Pacifique. Le ver, long de 10 centimètres, étend ses branchies (organes respiratoires) dans l'eau glacée des profondeurs, pendant que sa queue, garnie de centaines de poils très fins, cuit à des températures allant jusqu'à 80°C.

Le record de froid est détenu par de poissons polaires, dont le sang ne gèle pas même à des températures en dessous de zéro degrés. Des protéines spéciales «antigel» leur permettent de vivre dans le royaume de la glace éternelle. Ces protéines sont utilisées dans l'industrie alimentaire pour fabriquer des crèmes glacées peu grasses.

lpv749-1Les habitants de la mer sont insolites aussi à la chasse aux proies Des poissons de pêche (ligne) des profondeurs peuvent avaler leur proie deux fois plus longue qu'eux-mêmes.

lpv749-6Des poissons de l'espèce « Malacosteus » à la recherche des proies, luisent dans l'obscurité avec des projecteurs en rouge foncé. Et par ce que les autres habitants des profondeurs sont aveugles à la lumière de cette longueur d'onde, l'attaquant reste invisible.

La technique de chasse des écrivisses « à pistolet » est aussi impressionnante : ils tirent sur leur proie de minuscules bulles. A l'implosion, pour une fraction de secondes, naissent des températures proches de celle à la surface du Soleil.

Palumbi présente de grandes surprises en présentant les animaux marins les plus rapides. Des poissons éventails volent à 110 km/h à travers l'eau. Un chauffage propre maintient leurs yeux à chaud, car autrement, ils seraient trop lents pour repérer la proie.

Mais même les invertébrés peuvent être très rapides. Les langoustes possèdent un réflexe de fuite qui leur permet de se catapulter en sécurité face à un danger. Elles accélèrent leur corps plus forts qu'une Bugatti.

Des seiches possèdent une propulsion à réaction qui leur permet non seulement de bondir hors de l'eau, mais même d'accélérer dans l'air.

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Source : Der Spiegel magazine, N° 22/ 2014, signé Johann GROLIE

*Les articles qui figurent dans cette rubrique sont transmis à titre d'information scientifique et / ou Technique. Ils ne sont en aucun cas l'expression d'une prise de position de l'UDISS ou d'un jugement de valeur

   
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