Intro
La chasse aux atomes
L'industrie
L'électronique
La médecine
La robotique
Conclusion
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La médecine
Les
nanotechnologies vont aussi remodeler complètement la façon
dont on fait la médecine et la robotique. La médecine (dont
la biologie, l'écologie et l'environnement) sera l'un des domaines
les plus bouleversés par l'émergence de cette technologie.
Si
vous réduisez un corps humain à ses ingrédients de
base, vous obtenez trois petits récipients contenant de l'oxygène,
de l'hydrogène et de l'azote. Des amas insignifiants de carbone,
de calcium et de sel. Des pincées de soufre, de phosphore et de
magnésium, et tout juste quelques grains d'une vingtaine d'autres
éléments chimiques, comme le zinc ou le cuivre. Valeur sur
le marché : 1,35 $.
Pourtant,
la nature a transformé ces ingrédients abondants et peu
chers en créatures qui grandissent et se reproduisent, qui pensent
et qui courent de plus en plus vite! Ce qui fascine les chercheurs, ce
sont les astuces mises au point par la nature pour parvenir à faire
ce remarquable travail de nanoingénierie.
Normand Voyer est professeur au Département
de chimie de l'Université Laval, à Québec. Dans son
collimateur : les cellules cancéreuses... entre autres!
Les macrocycles : à l'attaque des cellules cancéreuses
Première
étape pour l'équipe de Normand Voyer : concevoir sur
tableau une molécule artificielle capable d'aller combattre les
cellules cancéreuses sur leur propre terrain. Puis, vérifier
si la recette de l'équipe est efficace. Résultat :
les longues heures en laboratoire semblent montrer que la recherche est
sur la bonne voie!
Normand Voyer fait alors dessiner la molécule sur
ordinateur. Ensuite, il en fait un modèle en trois dimensions.
« Nous sommes
partis du principe de base que la nature réalise des systèmes
nanométriques extrêmement performants à l'aide
de protéines. [
] Nous nous sommes donc inspirés
de ça pour créer nos nanostructures fonctionnelles,
c'est-à-dire des protéines artificielles qui ont une
structure de base inspirée des polypeptides, et qui organisent
dans l'espace des espèces de grands macrocycles. » - Normand
Voyer
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Les macrocycles
Quand
ils entrent en contact avec les cellules cancéreuses, les
macrocycles, au nombre de six, s'alignent pour former un tube de
quelques nanomètres de longueur.
Ces tubes, appelés nanopores,
viennent s'incorporer dans la membrane des cellules cancéreuses
pour y faire des canaux. « Il y a alors un échange
d'ions sodium, présents en grand nombre dans le corps humain
(le corps humain contient beaucoup de sel). Les ions entrent dans
la cellule cancéreuse et la tuent. Bref, le débalancement
physiologique entraîne la mort de la cellule »,
explique Normand Voyer.
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L'idée, c'est d'utiliser cette propriété étonnante
des nanopores pour fabriquer des biosenseurs, des espèces de chiens
renifleurs moléculaires. Leur fonction : trouver la piste
des pathogènes dans le sang, par exemple.
Plus
important encore, ces nanopores peuvent être modifiés
de manière à ce qu'ils puissent identifier, avec
une précision chirurgicale, la signature électrique
spécifique de différents pathogènes. Comme
le streptocoque A, aussi connu sous le nom de bactérie
mangeuse de chair. Pour le monde médical, c'est une percée
remarquable.
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« Dans les 10 à 15 prochaines années, on aura
des dispositifs [conçus] à partir de nanostructures qui
nous permettront de diagnostiquer, en temps réel, un pathogène,
une bactérie ou un virus qui a infecté un patient »,
précise Normand Voyer. Finie l'attente de 24 à 48 heures
avant de donner les antibiotiques appropriés, alors que c'est parfois
une question de vie ou de mort.
Un
petit tube qui redonne vie aux nerfs
Autre promesse de la nanomédecine : un petit tube en apparence
très anodin. Pourtant, il redonnera vie à des nerfs sectionnés.
Il a été mis au point par des chercheurs de l'Institut
national de recherche scientifique, à Varennes. Fait d'un polymère
biodégradable, mais qui laisse néanmoins circuler l'oxygène,
l'intérieur du tube est tapissé de cristaux nanométriques.
La fonction de ces cristaux est d'activer l'échange électrique,
sans lequel la régénération des nerfs est impossible.
Maintenant, il faut tester ce petit
tube sur des animaux de laboratoire. D'abord on coupe le nerf sciatique,
un nerf important pour la marche. Ensuite, on installe le tube,
on pousse le nerf à l'intérieur et on referme. C'est
un succès. Le rat marche cinq jours après avoir été
opéré!
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Ou
encore ces respirocytes, constructions nanométriques qui voyageraient
dans le sang en distribuant l'oxygène aux endroits qui en manquent,
tout en assimilant le CO2.
Mais l'intérêt des scientifiques ne s'arrête
pas aux biosenseurs et aux nerfs qui repoussent. En nanomédecine,
on voit voin. À l'horizon, des scénarios très futuristes.
C'est le cas des nanocapsules contenant des médicaments qu'on injecterait
par millions dans le corps humain.
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