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dimanche 29 septembre 2024

Le Covid-19 Affecte le Cerveau et le Quotient Intellectuel chez les Persones Ayant Été Infectées



Le COVID devient un facteur de risque de plus dans l’apparition de la démence


Mise à jour : Mai 22, 2025

Dès les premiers temps de la pandémie de Covid-19 due au coronavirus SARS-CoV-2, des personnes apparemment remises de la phase aiguë de l’infection se sont plaintes d’être affectées par une sorte de “brouillard mental”. Décrit par les patients comme une sensation de lenteur mentale, de flou ou de manque de clarté intellectuelle, cet état s’est rapidement avéré constituer un problème de santé significatif.

Quatre ans plus tard, il est scientifiquement bien établi que l’infection par le SARS-CoV-2 peut affecter la santé de notre cerveau de diverses manières. En plus du brouillard cérébral, la maladie peut entraîner de nombreux autres troubles : maux de tête, convulsions, accidents vasculaires cérébraux (AVC), perturbation du sommeil, picotements et paralysies, ainsi que différents troubles de santé mentale.


Comment le Covid-19 imprime sa marque sur le cerveau




Voici ce que les chercheurs savent de la façon dont l’infection par le coronavirus SARS-CoV-2 peut affecter le cerveau, si l’on en croit les travaux scientifiques les plus solides publiés jusqu’à présent sur le sujet :

* Des analyses épidémiologiques de grande envergure ont montré que les personnes ayant eu le Covid-19 présentaient un risque accru de déficits cognitifs tels que des problèmes de mémoire ;

* Des études d’imagerie réalisées chez des personnes avant et après l’infection par le SARS-CoV-2 révèlent une réduction du volume cérébral et une altération de la structure du cerveau après l’infection ;

* Une étude sur des personnes ayant eu un Covid-19 léger à modéré a révélé l’existence d’une inflammation cérébrale prolongée, ainsi que de modifications que l’on estime correspondre à sept années de vieillissement cérébral normal ;

* Dans le cas où l’infection par le SARS-CoV-2 entraîne une forme sévère de la maladie nécessitant une hospitalisation ou des soins intensifs, le résultat peut être bien plus grave : les déficits cognitifs et autres dommages cérébraux peuvent alors équivaloir à 20 ans de vieillissement normal ;

* Des expériences de laboratoire menées sur des organoïdes cérébraux humains ou murins (de souris) – assemblages de cellules destinés à émuler certains aspects du fonctionnement du cerveau – ont révélé que l’infection par le SARS-CoV-2 déclenche la fusion des cellules cérébrales. Ces modifications court-circuitent l’activité électrique du cerveau, et compromettent certaines fonctions cérébrales ;

* Des autopsies de personnes ayant subi une forme sévère de Covid-19, mais décédées plus tard d’une autre cause ont démontré que le virus était encore présent dans le tissu cérébral, et ce des mois après l’infection. Cela prouve que le SARS-CoV-2 n’est pas seulement un virus respiratoire. Loin de s’attaquer seulement au tractus respiratoire, il peut aussi pénétrer dans d’autres organes, dont le cerveau chez certains individus. Cependant les scientifiques ignorent encore si la persistance du virus dans le cerveau est directement à l’origine de certains des problèmes observés chez les personnes ayant eu la maladie ;

* D’autres travaux ont révélé que même lorsque l’infection s’avère “bénigne” et que le virus reste principalement confiné dans les poumons, il peut malgré tout provoquer une inflammation au niveau du cerveau et altérer la capacité des cellules cérébrales à se régénérer ;

* Le Covid-19 peut également perturber la barrière hématoencéphalique et la rendre poreuse. Or, il s’agit du bouclier qui protège le système nerveux central – cerveau et moelle épinière –. Chez des patients hospitalisés suite au Covid-19 et souffrant de brouillard cérébral, des analyses par imagerie ont mis en évidence de tels problèmes ;

* Une analyse préliminaire de grande envergure regroupant des données issues de 11 études différentes – soit au total des données provenant de près d’un million de personnes ayant eu le Covid-19 et de plus de 6 millions d’individus non infectés – a montré que le Covid-19 augmentait le risque de développer une démence chez les personnes de plus de 60 ans.

Perte de quotient intellectuel

Plus récemment, des chercheurs ont évalué diverses capacités cognitives telles que la mémoire, la capacité à planifier, ou le raisonnement spatial chez près de 113 000 personnes ayant eu le Covid-19. Leurs résultats, publiés dans le New England Journal of Medicine a révélé que ces patients présentaient des déficits significatifs en matière de mémoire et de performances dans les tâches exécutives.

Ce déclin a été mis en évidence non seulement parmi les personnes infectées au début de la pandémie, mais aussi chez celles qui sont tombées malades lorsque circulaient principalement les variants delta et omicron. Ces dernier point indique que le risque de déclin cognitif n’a pas diminué alors que le virus pandémique initial évoluait de la souche ancestrale vers le variant omicron.

Un déclin cognitif équivalent à une perte de trois points de quotient intellectuel (QI) a été mis en évidence chez des personnes ayant contracté des formes légères de Covid-19, et chez qui la maladie avait été guérie sans complication. En comparaison, les patients présentant des symptômes non résolus, ceux souffrant par exemple d’essoufflement persistant ou d’épuisement ont perdu six points de QI. Les individus qui avaient été admis en unité de soins intensifs ont quant à eux perdu neuf points de QI. La réinfection par le virus a contribué à une perte supplémentaire de deux points de QI, par rapport aux personnes n’ayant pas été réinfectées.

Le quotient intellectuel. Pour mettre en perspective les résultats de ces travaux, il faut savoir qu’en général, le QI moyen se situe aux alentours de 100. Les individus très doués ont habituellement des QI supérieurs à 130, tandis qu’un QI inférieur à 70 indique l’existence d’un handicap intellectuel justifiant un soutien sociétal significatif. D’après ces chiffres, un décalage de trois points vers le bas du QI ferait passer le nombre d’adultes américains ayant un QI inférieur à 70 de 4,7 millions à 7,5 millions. Autrement dit, le nombre d’adultes présentant un niveau de déficience cognitive considéré comme nécessitant un soutien sociétal significatif pourrait augmenter de 2,8 millions.

De lourdes implications potentielles

Dans l’ensemble, les résultats de ces études indiquent que le Covid-19 constitue un sérieux risque pour la santé cérébrale, y compris lorsque la maladie se présente sous une forme “légère”. Il semble que les conséquences de cette situation commencent à être décelables à l’échelle des populations.

Ainsi, aux États-Unis, la capacité à se souvenir, à se concentrer ou à prendre des décisions a été évaluée, dans le cadre de la Current Population Survey (CPS) – une enquête menée chaque mois par le Bureau du recensement auprès de ménages américains –. Résultat : si l’on compare avec les 15 ans qui ont précédé l’émergence du SARS-CoV-2, depuis la pandémie un nombre considérable d’enquêtés a affirmé éprouver de sérieuses difficultés dans ces domaines. Pas moins d’un million d’Américains en âge de travailler sont concernés, et le plus préoccupant est que cette situation affecte principalement des adultes jeunes, âgés de 18 à 44 ans.

Les données de l’Union européenne révèlent une tendance similaire – en 2022, 15 % des personnes interrogées résidant dans l’UE ont déclaré rencontrer des problèmes de mémoire et de concentration.


Le brouillard mental post-COVID-19 chez les enfants et les adolescents – Impact sur leur apprentissage



Les séquelles du COVID-19 ont surtout été décrites chez les adultes. Cependant, avec les nouvelles vagues d'infection, les enfants et les adolescents ont commencé à montrer qu'ils étaient également touchés par les conséquences de la maladie. Récemment, des classes européennes ont commencé à détecter que des enfants souffraient également d'un “brouillard mental”, ce qui rend leur apprentissage difficile pour les enseignants.

Selon les experts, il n'existe pas encore de données précises sur l'incidence du brouillard mental chez les jeunes, bien qu'ils aient averti que cette pathologie s'ajoute aux conséquences de l'isolement décrété par la pandémie dans plusieurs pays. Ils ont même souligné que cette situation pourrait devenir un tournant pour les écoles afin d'évaluer comment capter l'attention des enfants au milieu d'un monde en pleine mutation.


Comment détecter le brouillard mental chez les enfants et les adolescents ?

Chaque jour, un nouveau symptôme ou une nouvelle séquelle vient s'ajouter à la longue liste des COVID-19. Certains d'entre eux se sont concentrés presque exclusivement sur les adultes, l'un d'entre eux étant ce que l'on appelle le “mental fog“ (brouillard mental). Cette pathologie est principalement décrite dans les cas de COVID long ou COVID prolongé. C'est-à-dire lorsque les symptômes de la maladie persistent pendant un à trois mois après l'infection.

Brouillard mental


Il s'agit d'un terme utilisé pour décrire un ensemble de symptômes liés aux séquelles produites par COVID-19 et qui, fondamentalement, sont liés à la partie cognitive, aux difficultés de concentration et aux troubles de la mémoire, qui sont combinés à des séquelles organiques et physiques.

Le brouillard mental, qui est la sensation de confusion mentale, est surtout décrit chez les adolescents et peut se traduire par un manque de concentration, une altération de la mémoire à court terme, qui peut également s'accompagner de fatigue, de lassitude, de manque d'envie, de sautes d'humeur, de manque d'appétit ou encore d'insomnie, qui peut être associée à cette symptomatologie, car tous ces symptômes affectent également la capacité de concentration.

Ce terme est également associé à d'autres pathologies, et pas seulement au post-Covid-19. Il n'y a pas de pourcentage ou d'incidence chez les patients pédiatriques, mais on sait qu'elle touche une grande partie de la population.

Selon les scientifiques, cette pathologie est généralement détectée chez les patients d'âge moyen, bien que des cas soient également signalés chez les enfants et les adolescents. La cause n'est pas très claire. On suppose parfois que le virus persiste, mais s'il survient après le syndrome inflammatoire multisystémique, cette tempête inflammatoire qui se produit chez certains adolescents, on pense qu'il peut être responsable de la persistance des symptômes.

Le diagnostic est clinique et, pour le détecter, le médecin généraliste ou le pédiatre doit examiner les enfants et, grâce à des tests de laboratoire, exclure, par exemple, l'anémie, car nombre de ces symptômes peuvent également être associés à cette maladie.

Lorsqu'il travaille avec des enfants présentant des troubles de l'attention ou de la mémoire, le pédiatre est très attentif à leur stade d'apprentissage et recherche rapidement une alliance avec un psycho-pédagogue ou un psychologue pour pouvoir agir sur cette altération. Généralement, la première consultation est due à des informations familiales, à une altération du comportement ou à une remarque de l'école. Une évaluation neuro-psychologique ou neuro-cognitive est alors réalisée pour déterminer le type d'altération et aider l'enfant.

L'attention, la mémoire et la concentration en tant qu'éléments du développement

Les experts rappellent que l'attention, la mémoire et la concentration sont des facteurs cognitifs qui se développent dès la naissance. Ils se construisent au fil de la croissance et des relations sociales.

Le développement cognitif, principalement la formation des neurones et des connexions neuronales, est fortement influencé par les trois premières années de la vie, les fameux 1000 premiers jours. En raison du grand nombre de pathologies qui peuvent apparaître chez les jeunes enfants, une détérioration de la concentration, de l'attention ou de la mémoire peut être confondue avec des événements physiologiques spécifiques et secondaires à COVID-19.

Les fonctions d'attention et de mémoire se développent tout au long de la vie. Ce sont des systèmes fonctionnels qui se construisent en fonction des stimuli, du travail, du contexte et des relations.

Le brouillard mental post-COVID peut également être influencé par de nombreuses circonstances, comme, par exemple, les peurs ressenties pendant la maladie. Il n'est donc pas facile de dire s'il s'agit d'une conséquence directe ou d'une cause unique.

Parler de dysfonctionnement implique parler d'un mauvais fonctionnement, mais avec la pandémie, il y a eu un changement dans la systématisation de l'école. En 2020, il y avait une école en ligne ou virtuelle, puis on est passé progressivement au présentiel, mais la forme et les propositions ont été modifiées. Il y a eu une sélection des contenus, une priorisation des formes et des manières de les aborder, ce qui a également influencé l'attention et la mémoire.

La pandémie, en tant qu'événement inattendu et inexplicable, a également été considérée comme une perturbation de ces fonctions cognitives. Il était impensable d'être ‘enfermé’ pendant des mois, ce qui a engendré une peur de l'environnement et du retour dans le monde extérieur. Cela affecte l'attention et la concentration car l'enfant ou l'adolescent pense à la manière de se défendre et non à ce que l'enseignant lui propose. Pour apprendre, ils doivent être calmes.

Traitement ou accompagnement : un nouveau défi face au brouillard mental post COVID-19

Les spécialistes ont averti que cette pathologie n'a pas de traitement pharmacologique, mais qu'il est nécessaire de déployer un accompagnement fort de la part des experts, des familles et de l’école. Une fois le diagnostic posé par des tests formels, on peut rechercher les spécialistes adéquats.

Le brouillard mental peut affecter l'apprentissage, car pour apprendre, il faut être attentif, disposé et motivé. C'est pourquoi les pédiatres doivent être attentifs à détecter ce comportement, de même que les parents et les enseignants, afin de travailler de manière pluridisciplinaire.

Il n'existe pas de traitement spécifique efficace. Des améliorations peuvent être constatées lorsqu'un mode de vie sain est encouragé : au moins 8 heures de repos par jour, une alimentation saine, de l'activité physique et une limitation du temps passé devant les écrans.

Par ailleurs, les troubles de la mémoire et de l'attention ne sont pas seulement centrés sur une pathologie, mais sont également liés au système éducatif dispensé dans les écoles, et plus encore depuis que les salles de classe sont équipées d'écrans à domicile.

La pandémie a créé un avant et un après. Il semble que nous devions revenir au passé, mais avant, il y avait aussi des situations qui n'étaient pas appropriées pour les enfants et les adolescents. Les écoles doivent réfléchir à la qualité de l'éducation et à la quantité de connaissances qu'elles transmettent aux enfants. Les écoles sont souvent pressées de fournir des contenus et perdent de vue le fait que les contenus peuvent être révisés au cours des différentes années, car il s'agit d'un processus qui s'étend dans le temps.

Les spécialistes ont également déclaré que le brouillard mental ou le dysfonctionnement de l'attention ne devaient pas être considérés comme un problème central sans être replacés dans leur contexte, car cela ne donnerait lieu qu'à des solutions partielles. Les parents et les enseignants doivent être attentifs non seulement à voir cette situation, mais aussi à les accompagner et à établir un lien avec eux. Non pas d'un point de vue pathologique, qui relève de la médication, mais d'un point de vue d'écoute et d'accompagnement, car sinon cette situation sera aggravée par l'angoisse.

Les enfants d'aujourd'hui ne sont pas semblables à ceux d'il y a 30 ou 40 ans et tous les enfants ne peuvent pas avoir cette pathologie, nous devons donc parler d'un problème qui ouvre des questions et nous implique en tant que société parce que les voies cognitives ont été modifiées et lorsque l'on prête attention, on a besoin que l'autre nous rende cette attention. Non seulement dans les écoles, mais aussi dans la vie familiale et sociale.

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Cependant, s’il existe aujourd’hui de nombreuses preuves indiquant que le SARS-CoV-2 imprime sa marque indélébile sur nos cerveaux, les voies spécifiques par lesquelles il le fait restent à déterminer, et les traitements curatifs doivent encore être mis au point. Mais les recherches scientifiques se poursuivent, et récemment encore, deux nouvelles études publiées dans le prestigieux New England Journal of Medicine éclairent d’un jour nouveau les profondes conséquences du Covid-19 sur la santé cognitive.


Cognición y memoria del covid-19 en una gran comunidad




Des chercheurs de l'Imperial College London (ICL) ont décidé, dans une étude publiée dans le New England Journal of Medicine en février 2024, d'évaluer le fonctionnement cognitif chez des adultes ayant vécu le COVID-19.

Selon les auteurs, certains déficits cognitifs associés au COVID-19 ont commencé à être signalés dès 2020. Ces premiers cas ont été qualifiés de “brouillard mental”, avec des symptômes tels qu'une mauvaise mémoire, des troubles de la concentration et des difficultés à réfléchir. Cependant, bien que ce phénomène soit désormais confirmé, on manque encore d'informations sur sa persistance dans le temps et sur les domaines du fonctionnement cognitif qui peuvent être les plus touchés.

Les chercheurs ont analysé la relation entre les déficits cognitifs observés et d'autres variables telles que la sévérité et la durée de la maladie. Pour ce faire, ils ont mené une étude de cohorte sur la prévalence de l'infection par le SRAS-CoV-2 chez 3.099.386 personnes âgées de 18 ans et plus. L'échantillon final comprenait 141.583 participants, dont 112.964 ont complété la batterie de 8 tests cognitifs. Ces personnes ont été comparées à des personnes n'ayant pas connu le COVID-19.

Les résultats montrent que le COVID-19 est associé à des déficits cognitifs mesurables, qui peuvent persister à long terme. Les données soutiennent également l'hypothèse des auteurs selon laquelle les personnes présentant des symptômes prolongés de COVID-19 présentent des troubles plus évidents de la mémoire et des fonctions exécutives, notamment un brouillard mental et une mauvaise mémoire.

Les auteurs notent que la souche semble influencer les troubles cognitifs associés en l'absence de traitements efficaces dans les premiers stades. En outre, les réinfections semblent n'avoir aucun effet, tandis que la vaccination (en particulier deux doses ou plus) peut atténuer l'impact des troubles cognitifs.

En raison des limites possibles du biais de l'échantillon, les auteurs encouragent la communauté scientifique à mener d'autres études pour fournir des informations sur les implications à plus long terme de ces résultats.

En conclusion, l'étude fournit des informations cruciales sur les effets possibles à long terme de COVID-19 sur les fonctions cognitives des patients. Il est essentiel de comprendre ces effets pour fournir des soins appropriés et développer des stratégies d'intervention pour les personnes qui présentent des symptômes cognitifs persistants après avoir récupéré de COVID.


La déficience cognitive causée par une infection prolongée par le COVID peut être mesurée




Des chercheurs de l'Imperial College London (ICL) ont constaté dans une étude, publiée dans le New England Journal of Medicine en février 2024, que les personnes atteintes d'un COVID persistant obtenaient des résultats plus faibles aux tests de QI que celles qui n'avaient jamais été infectées.

Dans le cadre de l'étude, près de 113.000 personnes ont passé un test cognitif en ligne au cours des cinq derniers mois de l'année 2022. Le test consistait en huit tâches conçues pour évaluer des compétences telles que la planification spatiale, le raisonnement verbal, la définition des mots et la mémoire. L'étude a mesuré les performances à un moment donné, de sorte qu'il était impossible de savoir si d'autres facteurs de stress dans la vie des personnes avaient joué un rôle dans leurs résultats.

L'étude a révélé que les personnes souffrant de COVID persistant avaient un QI inférieur de six points à celui des personnes n'ayant jamais été infectées par le virus. Même les personnes qui n'ont pas souffert de symptômes persistants après un épisode de COVID ont obtenu des résultats légèrement inférieurs à ceux des personnes qui n'ont jamais été infectées, dans ce cas de 3 points de QI.

Cependant, les différences de scores étaient minimes et les experts ont souligné que les résultats ne signifiaient pas que le COVID entraînait des déficits profonds de la pensée et de la mémoire. Ces résultats émergents et coalescents soulignent globalement que des troubles cognitifs surviennent chez les survivants à long terme de la COVID.

Heureusement, l'étude suggère que si les symptômes de COVID à long terme disparaissent d'eux-mêmes, les troubles de la pensée qui y sont liés peuvent également être atténués. Les volontaires de l'étude qui ont souffert de COVID pendant des mois avant de finalement se rétablir, ont obtenu des résultats aux tests similaires à ceux des personnes ayant connu une guérison rapide.

Il est important de noter que la variation standard d'un score de QI est d'environ 15 points, de sorte qu'un changement de 3, voire 6 points, n'est généralement pas considéré comme significatif.

En général, les scores les plus bas ont été observés chez les personnes ayant contracté des infections au début de la pandémie, avant que les vaccins et les traitements antiviraux ne soient disponibles. Par ailleurs, les personnes vaccinées ont obtenu des résultats légèrement meilleurs que les autres.


Le COVID peut provoquer des changements dans le cerveau même dans les cas bénins



Des chercheurs du Nuffield Department of Clinical Neurosciences de l'Université d'Oxford ont constaté, dans une étude publiée dans la revue Nature en mars 2022, que l'infection provoque des effets à long terme, tels que des troubles cognitifs accrus. En outre, ils ont observé des altérations dans les zones liées à l'odorat et une réduction de la taille des organes cérébraux.

Les études précédentes portant sur l'impact de COVID-19 sur le cerveau se sont principalement concentrées sur les patients hospitalisés souffrant d'une maladie grave et se sont limitées à des données post-infection. Jusqu'à présent, les effets du SRAS-CoV-2 sur le cerveau de patients plus légers et plus courants étaient inconnus, et l'étude de ces cas pourrait révéler des mécanismes possibles contribuant à la maladie ou aux lésions cérébrales.

Les scientifiques ont étudié les changements survenus dans le cerveau de 785 participants à la UK Biobank, une base de données biomédicales à grande échelle et une ressource pour la recherche. Les participants étaient âgés de 51 à 81 ans et ont subi deux scanners cérébraux, à 38 mois d'intervalle en moyenne, ainsi que des tests cognitifs.

L'étude a mis en évidence un certain nombre d'effets chez les participants infectés par le SRAS-CoV-2, en moyenne 4,5 mois après l'infection, notamment une réduction plus importante de l'épaisseur de la matière grise dans les régions du cerveau associées à l'olfaction.

Les participants ont montré des signes de lésions tissulaires accrues dans les régions liées au cortex olfactif primaire, une zone liée à l'odorat, et une réduction de la taille du cerveau entier.

En moyenne, les participants ont également montré une plus grande déficience cognitive entre leurs deux scanners, associée à l'atrophie d'une partie spécifique du cervelet, une structure cérébrale liée à la cognition.

Les chercheurs ont constaté que 96% des participants présentaient une perte de volume de matière grise et des lésions tissulaires plus importantes. Ils ont également constaté un déclin plus important de leurs capacités mentales à effectuer des tâches complexes, et ce déclin mental était en partie lié à ces anomalies cérébrales. Tous ces effets négatifs étaient plus marqués à un âge avancé.

Ces résultats pourraient permettre de mieux comprendre les caractéristiques de la propagation dégénérative de COVID-19, que ce soit par les voies liées à l'odorat, à l'inflammation ou à la réponse immunitaire du système nerveux, ou par le manque d'informations sensorielles dû à la perte d'odorat. La vulnérabilité future des régions cérébrales affectées chez ces participants doit faire l'objet de recherches plus approfondies.

Ce nouvel aperçu des effets néfastes de COVID-19 contribuera à la compréhension globale de la manière dont la maladie se propage dans le système nerveux central. La question de savoir si ces effets persistent à long terme ou s'ils sont partiellement inversés est une autre question qui doit faire l'objet de recherches plus approfondies.


Une étude montre un lien entre les ventes d'alcool et les admissions à l'hôpital liées à l'alcool pendant la pandémie de COVID-19



Des chercheurs du Centre des sciences de la santé Sunnybrook et de l'Université de Toronto dans une étude, publiée dans la revue NEJM Evidence en février 2025, ont analysé le lien entre les ventes d'alcool et les admissions à l'hôpital liées à l'alcool pendant la pandémie de COVID-19.

Lorsque la pandémie de COVID-19 a été déclarée il y a cinq ans, la distanciation sociale, les restrictions de rassemblement et l'incertitude étaient monnaie courante. Il en était de même pour les achats de réserves de nourriture en conserve, de papier hygiénique et, comme le montre cette étude, d'alcool.

Cette étude a analysé six années de données sur les ventes d’alcool en Ontario, au Canada, afin de comparer les tendances pré-pandémiques et pandémiques des ventes, ainsi que des visites aux urgences liées à l’alcool, des admissions à l’hôpital et des décès par intoxication.

Les chercheurs ont effectué une analyse transversale des séries chronologiques des ventes d’alcool et des événements indésirables liés à l’alcool. Ils ont analysé six années de données sur les ventes d’alcool et le nombre mensuel de visites aux urgences liées à l’alcool, d’hospitalisations et de décès. À l’aide de modèles mixtes linéaires et d’une régression de Poisson, ils ont comparé les ventes d’alcool et les événements indésirables avant et pendant la pandémie de COVID-19.

Les résultats indiquent une tendance à une augmentation significative de la consommation d'alcool et des méfaits liés à l'alcool au cours des deux premières années de la pandémie, ainsi que le potentiel de conséquences négatives persistantes et à long terme sur la santé pour les années à venir.

L’étude s’appuie sur une étude publiée en 2021 qui montre les mêmes augmentations des achats d’alcool, mais avec une diminution marginale des visites aux urgences liées à l’alcool au cours des quatre premiers mois de la pandémie.

Au cours de la première année de la pandémie seulement, les ventes d’alcool en Ontario ont augmenté de plus d’un demi-milliard de dollars, ce qui équivaut à environ 1,5 million de dollars d’achats excédentaires d’alcool chaque jour dans toute la province.

À partir des données du ministère de la Santé de l'Ontario sur les visites aux urgences et les hospitalisations liées à l'alcool, ainsi que des données sur les ventes d'alcool de la Régie des alcools de l'Ontario (LCBO), l'équipe de recherche a comparé la période de mars 2020 à février 2022 à la période de quatre ans précédant la pandémie. Outre une hausse significative des ventes d'alcool, l'équipe de recherche a constaté une hausse de 7% des visites aux urgences liées à l'alcool au cours des deux premières années de la pandémie, ainsi qu'une hausse de 21% des hospitalisations liées à l'alcool et de 33% des décès par intoxication alcoolique.

Au-delà des résultats mesurables de la consommation d’alcool pendant la pandémie, les chercheurs ont exprimé leur inquiétude quant aux risques liés à la consommation d’alcool à long terme, tels que les troubles liés à la consommation d’alcool, les lésions organiques et certains cancers, qui peuvent n’apparaître qu’après plusieurs années de consommation accrue d’alcool.

Selon les chercheurs il s’agit d’une période préoccupante de deux ans au cours de laquelle ils ont constaté une augmentation des achats d’alcool, une augmentation des méfaits liés à l’alcool, et ils ne savent pas ce qui va se passer à l’avenir, si ces habitudes de consommation d’alcool ont persisté ou ont entraîné des effets différés sur la santé.


Un consortium international pour découvrir comment le virus COVID-19 parvient à affecter le cerveau

Des chercheurs de l’Alzheimer's Association aux États-Unis étudient l’apparition de signes de démence chez certains patients de 60 ans et plus.

L’anxiété ainsi que des signes de psychose et de démence font partie d’une longue liste de pathologies et de symptômes persistants chez des personnes atteintes du syndrome post-COVID-19. Ces effets mettent en lumière la nature complexe du coronavirus, qui ne se contente pas d’attaquer les voies respiratoires.

Les données actuelles montrent qu’environ 20 % des patients de plus de 60 ans qui ont eu le COVID ont éprouvé des symptômes de démence, comme des pertes de mémoire ou de la confusion.

Cet organisme sans but lucratif américain s’est joint en 2023, à des chercheurs provenant de plus de 30 pays – avec l’appui technique de l’Organisation mondiale de la santé – pour mettre sur pied un consortium international. L’objectif de cet imposant effort scientifique est de comprendre comment le virus de la COVID réussit à pénétrer dans le cerveau, mais surtout d’évaluer le risque qu’il y engendre, à moyen ou long terme, des atteintes durables, notamment des maladies neuro-dégénératives comme l’Alzheimer.

Le docteur Gabriel de Erausquin, neurologue, psychiatre et chercheur dans le domaine des maladies neuro-dégénératives à l’Université du Texas, dirige ce consortium, qu’il a mis sur pied. Pour lui, le COVID deviendra un facteur de risque de plus dans l’apparition des démences.

Depuis le début de la pandémie, les chercheurs ont en effet confirmé par des autopsies que le virus pénètre par la cavité nasale et s’infiltre dans les neurones jusqu’au bulbe olfactif, situé dans le cerveau, une porte d’entrée vers le reste des structures. On a démontré qu’il pourrait également faire son chemin depuis le sang jusque dans le système nerveux, car il s’attaque à la barrière hémato-encéphalique. Cette barrière naturelle bloque l’entrée de toxines et de pathogènes du sang vers les cellules du cerveau. Le virus COVID causerait une réaction inflammatoire qui la rendrait moins imperméable.

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La pandémie de SRAS-CoV-2 a entraîné dans son sillage des millions de personnes touchées par le COVID persistant, dont certaines ont souffert ou souffrent actuellement de troubles cognitifs. Il est essentiel de mieux comprendre la biologie du dysfonctionnement cognitif consécutif à l'infection par le SRAS-CoV-2 et la meilleure façon de le prévenir et de le traiter pour répondre aux besoins des personnes touchées et préserver la santé cognitive des populations.

À l’avenir, il sera donc crucial d’identifier quels sont les individus les plus à risque. Mieux comprendre comment cette situation pourrait affecter les résultats scolaires des enfants et des jeunes, ainsi que la productivité économique des adultes en âge de travailler, sera également primordial. Par ailleurs, il faut garder à l’esprit que l’épidémiologie de la maladie d’Alzheimer ou d’autres maladies menant à la démence pourraient être affectées, bien que l’on ignore encore dans quelle mesure.

Une chose est certaine : un nombre croissant de recherches confirme désormais que le Covid-19 doit être considéré comme un virus ayant un impact significatif sur le cerveau. Les implications d’un tel constat sont vastes, et concernent non seulement la santé des individus, mais aussi celle des populations et de nos sociétés, de par l’impact potentiel sur l’économie.



Lever le voile sur les causes de ces troubles cognitifs, et en particulier sur l’origine du brouillard cérébral, nécessitera des années, voire des décennies d’efforts concertés, associant des chercheurs du monde entier. Malheureusement, confrontés à cette situation sans précédent, tant que le virus continuera à circuler, nous serons tous des cobayes

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mardi 8 octobre 2019

Nanotechnologie et Cerveau







Biotechnologie

La biotechnologie traditionnelle consiste à utiliser des êtres vivants simples – bactéries et levures – et des cellules eucaryotes en culture, dont le métabolisme et la capacité biosynthétique sont utilisés pour la fabrication de substances spécifiques pouvant être utilisées par l'homme.

La biotechnologie moderne permet, grâce à l'application intégrée des connaissances et des techniques de la biochimie, de la microbiologie, du génie chimique et surtout du génie génétique, de tirer parti des propriétés des microorganismes et des cultures cellulaires sur le plan technologique. Cela permet de produire un grand nombre de substances et de composés à partir de ressources renouvelables et abondamment disponibles.

Grâce à la biotechnologie, les scientifiques cherchent des moyens de tirer parti de la "technologie biologique" du vivant, pour produire des aliments plus sains, de meilleurs médicaments, des matériaux plus résistants ou moins polluants, des cultures plus productives, des sources d'énergie renouvelables et même des systèmes pour éliminer la pollution.

Biotechnologie rouge : s'applique à l'utilisation de la biotechnologie dans les processus médicaux. Certains exemples sont la conception d'organismes produisant des antibiotiques, la mise au point de vaccins plus sûrs et de nouveaux médicaments, les diagnostics moléculaires, les thérapies régénératives et le développement du génie génétique pour soigner les maladies par la manipulation génique.

Il y a eu une nette avancée dans ce domaine, la biotechnologie traditionnelle étant clairement différenciée du moderne. La biotechnologie traditionnelle utilisait des micro-organismes, tels que des bactéries, des levures et des moisissures, pour produire différents aliments, tels que du pain, du fromage, du vin ou de la bière. Aujourd'hui, au lieu de cela, elle utilise des microorganismes génétiquement modifiés, en utilisant des techniques d'ingénierie génétique.

Génie génétique

C'est une partie de la biotechnologie qui s'appuie sur la manipulation de gènes pour obtenir des substances spécifiques utilisables par l'homme. Il s'agit d'isoler le gène qui produit la substance et de l'introduire dans un autre être vivant plus simple et moins coûteux à manipuler ; ce qui est réalisé, c'est de modifier les caractéristiques héréditaires d'un organisme de manière dirigée par l'homme, en modifiant son matériel génétique.

Une des applications les plus prometteuses en médecine est la thérapie génique, qui permet de traiter les personnes atteintes de maladies génétiques. Grâce à ce type de traitement, les maladies dues à la présence d’un gène défectueux peuvent être guéries. La technique utilisée consiste à introduire le gène sain chez l'individu, puis ses cellules produisent la protéine dont elles ont besoin. Dans le domaine des nanotechnologies, il est possible d’accéder à de nouveaux traitements locaux qui n’affectent pas l’organisme tout entier, par exemple dans les greffes de moelle osseuse, la recherche sur les cellules souches.


La nanotechnologie

Un cheveu humain mesure
autour
 cent mille nanomètres
La nanotechnologie, terme qui a été mentionné pour la première fois en 1959 par Richard Feman, est une technologie qui étudie le tout petit, car elle fait référence aux sciences et aux techniques au niveau atomique et moléculaire, c'est-à-dire aux travaux à l'échelle nano-métrique.

Le terme nano signifie nain (du latin nanus). C'est une unité de mesure qui équivaut à un millionième. Un nanomètre équivaut à 1/1000 microns, soit environ 1/80000 du diamètre d'un cheveu humain.

Nano-robotique : petite science

La nano-robotique est le domaine de la nanotechnologie chargé d'étudier la robotique à l'échelle nano-métrique ; mais non seulement les robots dont les dimensions sont nano-métriques sont étudiés, mais également les gros robots capables de manipuler des objets de dimensions nano-métriques. La nano-robotique est un domaine multidisciplinaire dans la mesure où il fait appel à la chimie, à l'informatique, à l'ingénierie, à la biologie et à d'autres sciences connexes, afin de contrôler ou de modifier les propriétés ou la forme et la taille des nano-objets et des nano-structures.

Les nano-robots sont des systèmes intelligents de dimensions nano-métriques allant de 1 à 100nm, ils sont conçus pour effectuer des tâches spécifiques. Cette discipline travaille sur la conception d’une armée d’appareils d’un millionième de millimètre.

Applications des nano-robots

Il y a plusieurs applications dans des domaines tels que l’ingénierie spatiale, la biologie, l’industrie manufacturière, la médecine.

Dans le domaine de la médecine

Les nano-robots médicaux sont des dispositifs de dimensions nano-métriques développés pour être utilisés dans diverses branches de la médecine. Ils sont constitués de nano-composants, conçus pour permettre de nouvelles méthodologies en matière de diagnostic, de traitements médicaux et de chirurgie peu invasive.

Les nano-robots sont développés dans le but de pouvoir diagnostiquer, surveiller et traiter des maladies dans des parties spécifiques du corps. En outre, ils peuvent effectuer des tâches prédéfinies dans certaines procédures médicales.

La nano-robotique médicale comporte de grands défis pour sa construction, mais elle apporterait de grands avantages pour le traitement des maladies grâce au fait qu'elle fonctionne au niveau atomique, en traitant le problème depuis la cellule ou à des endroits spécifiques du corps. Les dispositifs seraient essentiellement conçus pour reconnaître les agents pathogènes à l'aide de leurs nano-capteurs afin de collecter des informations et aider à diagnostiquer les maladies. Ils pourraient également fournir des médicaments d'une manière très précise, facilitant le traitement de différentes maladies.

Nano-robots naviguant avec bio-capteurs

Les nano-robots pourraient être introduits dans notre corps par le système vasculaire ou par d'autres cavités et voyager librement dans le corps humain. La portée de cette technologie pourrait atteindre le point où les nano-robots ont la capacité de prendre leurs propres décisions sans avoir besoin d'aucun élément externe, donc d'adapter et de traiter tout problème de santé des personnes.

Des centres spécialisés, des universités et des instituts de recherche du monde entier investissent massivement dans la nano-robotique, ce qui a permis de développer des travaux qui confirment les possibilités futures de cette discipline.

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Des nano-robots pour voyager dans le cerveau

Des scientifiques de l'Université de Montréal au Canada, selon un article publié dans ScienceDirect en mars 2015, ont mis au point un groupe “d'agents nano-robotiques” capables de pénétrer la barrière hémato-encéphalique et de voyager profondément dans le cerveau, dans le but de libérer des molécules thérapeutiques, par exemple, pour le traitement des tumeurs.

La barrière hémato-encéphalique est une formation dense de cellules endothéliales et gliales entre les vaisseaux sanguins et le système nerveux central qui protège le cerveau, empêchant ainsi le passage de nombreuses substances toxiques, tout en permettant le passage des nutriments et de l'oxygène. Cependant, cela empêche également environ 98% des molécules thérapeutiques d'atteindre le cerveau.

Si cette barrière n'existait pas, de nombreuses substances nocives atteindraient le cerveau, ce qui en altérerait le fonctionnement et rendrait l'organisme non-viable.

Dans le cas de ces agents nano-robotiques, leurs nanoparticules sont exposées à la radiofréquence, ce qui provoque une augmentation de leur température, ce qui entraîne une dissipation thermique.

Cette chaleur génère un stress mécanique sur la barrière hémato-encéphalique, qui provoque son ouverture temporaire – pendant environ deux heures –, ce qui permet une ouverture temporaire et localisée de la barrière pour la diffusion d'agents thérapeutiques dans le cerveau.

Les progrès sont importants car, à présent, ce point ne peut être atteint que par la chirurgie. Mais parfois, cela ne suffit pas non plus, car certains types de tumeurs se trouvent dans le tronc cérébral, entre les nerfs, ce qui rend impossible leur atteinte.

Bien que de nombreux obstacles restent à surmonter avant de pouvoir utiliser cette technologie pour le traitement des êtres humains, l’équipe de recherche est optimiste : bien que leurs résultats actuels soient prometteurs à un stade précoce, ils sont en voie de réaliser l’objectif de développement d’un mécanisme d'administration locale de médicaments capables de traiter les troubles oncologiques, psychiatriques, neurologiques et neuro-dégénératifs, entre autres.


Des micro-robots à l’assaut des tumeurs cérébrales

Deux équipes de chercheurs du Centre de recherche Inserm de l'Université d'Angers et de l'Institut national des sciences appliquées (INSA) Centre-Val de Loire, coordonnent un projet – sélectionné en octobre 2018 pour recevoir des fonds du Plan de lutte contre le cancer de l’Inserm pour trois années – et vont associer leurs savoir-faire afin de développer une solution thérapeutique innovante contre le glioblastome multiforme.

Le glioblastome multiforme est un cancer du cerveau très agressif dont on ne peut véritablement guérir à l’heure actuelle. Mais demain, il sera peut-être soigné par des nanoparticules magnétiques dirigées à distance pour le détruire de l’intérieur.

Les micro-robots, une fois injectés dans le sang, sont téléguidés vers le cerveau pour atteindre une tumeur cérébrale. Ils pénètrent alors dans les cellules cancéreuses et y déposent un traitement qui les détruit de l’intérieur.

L’origine de ce projet ambitieux remonte aux travaux de l’équipe Inserm sur des éléments essentiels du cytosquelette des neurones : les neurofilaments. Ces chercheurs ont notamment mis en évidence qu’un constituant de certains neurofilaments, un peptide composé d’une quinzaine d’acides aminés, pénètre les cellules de glioblastome in vitro mais aussi in vivo dans des modèles expérimentaux de ce cancer du cerveau. Ce peptide s’introduit dans les cellules cancéreuses mais il ne pénètre pas dans les neurones sains.

Le peptide (en vert) dans la cellule de glioblastome (au centre)
 provoque une destruction du réseau de micro-tubules (en rouge)

Les chercheurs ont eu l’idée de l’utiliser pour injecter des produits anticancéreux spécifiquement dans les cellules de glioblastome et ainsi épargner les tissus non touchés. Dans ce but, les chercheurs ont développé des nano-capsules.

Ces sortes de gélule de taille nano-métrique – soit mille fois plus petites que l’épaisseur d’un cheveu – sont composées d’une enveloppe de lipides qui renferment des substances thérapeutiques. L’ajout du peptide à leur surface leur permet de pénétrer plus facilement les cellules du glioblastome. Des travaux sur des souris modèles de ce type de cancer ont d’ailleurs confirmé que lorsque ces nano-capsules présentent ce peptide à leur surface, un plus grand nombre d’entre elles pénètrent les cellules cancéreuses, ce qui réduit d’autant plus la taille des tumeurs de ces rongeurs.

L’équipe cherche à conférer des propriétés magnétiques aux nano-capsules qu’ils ont développées pour qu’elles puissent être téléguidées dans la circulation sanguine. Ce qui peut être fait en intégrant par exemple au cœur de celles-ci de la magnétite, un oxyde de fer naturellement aimanté.


Électroaimants utilisés pour téléguider les
 
particules magnétisées dans les modèles
 
expérimentaux du laboratoire de l’INSA

En parallèle, une équipe de l’INSA Centre-Val de Loire de Tours développe un autre type de nanoparticules à base de silicium poreux, un élément bio-compatible qui se dissout lentement dans l’organisme. Le silicium présente l’avantage d’être photo-luminescent, ce qui permet de le localiser dans les tissus par une méthode non invasive. Et à l’image des nano-capsules lipidiques, leurs propriétés magnétiques peuvent être ajustées grâce à des particules de fer.

Grâce à ces études sur des modèles expérimentaux, les chercheurs sauront prochainement si ces micro-robots pourront remplir pleinement leur mission. Dans ce cas, le degré de toxicité du peptide devra alors être établi avant d’envisager des essais cliniques. D’ici trois années, ils pensent apporter leur contribution au combat contre ce cancer. Mais pas seulement. Car si ce concept fait ses preuves, ils pourront trouver de nombreuses applications en médecine, par exemple dans la lutte contre la maladie d’Alzheimer ou dans la prise en charge des accidents vasculaires cérébraux (AVC).


Un robot à ADN commande des molécules 'pas à pas'

Les ingénieurs du California Institute of Technology (Caltech) ont créé un nano-robot à ADN doté d'une main pour prélever des molécules et de deux pieds pour les emmener à l'endroit souhaité. Les détails du système, qui pourrait à l'avenir être utilisé pour assembler des composés chimiques ou réorganiser des nanoparticules dans des circuits, ont été publiés dans la revue Science de septembre 2017.

Le nano-robot est fabriqué avec une seule chaîne d'ADN et peut ‘marcher’ de manière autonome, en collectant des molécules dans une zone d'une surface et en les plaçant dans une autre. Pour le moment, il est un peu lent, puisqu'il faut cinq minutes pour faire un petit pas de 6 nanomètres, mais ses créateurs espèrent accélérer ce nouveau système, qui pourrait un jour fonctionner à l'intérieur du corps humain.

Les chercheurs aimeraient envoyer ces robots moléculaires dans de minuscules endroits où les humains ne peuvent pas voyager, comme le sang. Plus précisément, leur objectif était de concevoir et de construire ce nano-robot afin d’exécuter une tâche sophistiquée : la commande d’une cargaison – des molécules dans ce cas –.

Pour assembler le robot à ADN, les chercheurs ont construit trois pièces : une sorte de "jambe" avec deux "pieds" pour marcher, un "bras" avec une "main" pour soulever la charge et un troisième segment reconnaissant un point spécifique où la laisser, en demandant à la “main” de la relâcher. Chacun de ces composants est constitué de quelques nucléotides dans un seul brin d’ADN.

En principe, ces blocs de construction modulaires pourraient être assemblés de différentes manières pour effectuer différentes tâches. Par exemple, un robot à ADN à plusieurs bras et mains pourrait être utilisé pour transporter plusieurs molécules à la fois.

Mais, pour le moment, les auteurs ont fabriqué un nano-robot qui explore une surface moléculaire dans laquelle il peut collecter deux types de molécules : un colorant jaune fluorescent et un rose – également fluorescent –, puis les répartir dans deux régions différentes.

L'utilisation de molécules fluorescentes a permis aux auteurs de vérifier que les molécules finissaient chacune à sa place. Le robot a commandé avec succès six molécules dispersées (trois roses et trois jaunes) dans leurs zones correctes en 24 heures. Si plus de robots étaient mis à la surface, le temps serait raccourci et la tâche serait terminée plus tôt. Globalement, la probabilité que chaque robot ait livré le chargement avec succès était d'environ 80%.

Nano-board

D'autre part, en utilisant les mêmes principes physico-chimiques, l'équipe a conçu non seulement des robots, mais également des "terrains de jeu" moléculaires pour les tester. Dans cette étude, ils ont travaillé avec une planche carrée de 58 nanomètres sur le côté, dans laquelle, comme s'il s'agissait de chevilles, des brins individuels d'ADN complémentaires de ceux de la jambe et du pied du robot ont été insérés.

Cela est joint à une "cheville" avec sa jambe et un de ses pieds. L'autre pied flotte librement et lorsque des fluctuations moléculaires aléatoires font que ce pied libre trouve une cheville à proximité, il tire le robot vers lui et l'autre pied est libéré. Ce processus se poursuit avec le robot se déplaçant dans une direction aléatoire à chaque étape.


Dans l'image : un robot à ADN classifiant deux types de charges (à gauche) et une paire de robots à ADN collectant des molécules fluorescentes et les plaçant sur un autre côté en fonction de leur couleur (à droite).

Cela peut prendre une journée entière au robot pour explorer toute la planche. En cours de route, lorsque des molécules de charge sont attachées aux chevilles, il les saisit avec la main et les porte jusqu'à ce qu'il détecte le signal du point de descente. Le processus est lent, mais il permet une conception très simple de nano-machines avec une consommation d'énergie chimique très faible.

D'autres chercheurs devraient utiliser ces principes pour des applications intéressantes, telles que l'utilisation d'un robot à ADN pour synthétiser un produit chimique thérapeutique à partir de ses composants dans une usine de fabrication de molécules artificielles, l'administration d'un médicament uniquement lorsqu'un signal spécifique est activé dans la cellule ou flux sanguin, ou même de classer les composants moléculaires jetables pour les recycler.


Les nano-robots peuvent voyager à l'intérieur du corps humain

Des chercheurs de l'EPFL et de l'ETH Zurich ont réussi à développer des nano-robots offrant l'incroyable qualité de pouvoir transformer leur propre forme afin de s'adapter aux situations et à l'environnement. Autrement dit, si ces robots doivent opter pour une forme en spirale dans une certaine partie de notre circulation sanguine, ils peuvent le faire sans problème.


La composition de ces robots le permet. Les micro-robots sont constitués de couches d'hydrogel bio-compatible pliées comme l'origami (technique de pliage du papier), stratégie qui, en plus d'avoir été vue auparavant dans le monde de la bio-robotique, est souvent utilisée dans la robotique généralisée. Les minuscules particules magnétiques sont noyées dans le matériau et peuvent donc être expulsées de l'extérieur du corps par le biais d'un champ électromagnétique variable.

Ces robots changent de forme en fonction de l'environnement dans lequel ils se trouvent ; ils peuvent être pliés et déployés à volonté, de manière à pouvoir exercer leurs fonctions plus efficacement. L'un des exemples découverts par les chercheurs a clairement montré que pour naviguer dans un liquide à faible viscosité, la forme idéale était celle d'un corps en forme de tube et d'une queue plate. Si le liquide est plus visqueux, l’idéal est que la forme du corps soit en hélice. Pour permettre au robot de passer d’une forme à l’autre, l’équipe l’a conçu pour s’activer avec une concentration plus élevée de saccharose.

Les robots ont une composition et une structure spéciales qui leur permettent de s’adapter aux caractéristiques du fluide dans lequel ils se déplacent. Par exemple, s’ils constatent un changement de viscosité ou de concentration osmotique, ils modifient leur forme pour conserver leur vitesse et leur maniabilité sans perdre le contrôle de la direction du mouvement.

Pour tester les environnements dans lesquels les nano-robots devaient se déplacer, les chercheurs ont soumis les dispositifs en les faisant passer à travers de minces tubes en verre conçus pour imiter les vaisseaux sanguins, où ils nageaient dans des fluides de différentes viscosités qui s'écoulaient à des vitesses différentes.

Cette réalisation est très importante pour diverses raisons. Pour commencer, l'offre de médicaments s'améliorerait grandement en raison de la possibilité que ces robots atteignent toutes les parties de notre anatomie. Même dans un avenir très lointain, ils pourraient pratiquer des chirurgies invasives. Une avancée qui pourrait éventuellement jeter de nouvelles bases dans l'industrie des bio-robotiques.


Médicaments intelligents : voyage dans le corps humain

Dans le domaine médical, les nanotechnologies ont permis la soi-disant libération contrôlée de médicaments. Ainsi, le principe actif recherché pour atteindre une région du corps rejoint un dispositif de taille nano-métrique qui le dirige au bon endroit. Cela augmente son efficacité et prévient les effets secondaires dans d'autres parties du corps.

Les nano-tubes de carbone sont
utilisés comme véhicules
 dans
 les médicaments intelligents
Toutefois, ce "nano-véhicule" doit répondre à plusieurs exigences, telles que la résistance aux milieux biologiques, une vie moyenne relativement élevée et, bien entendu, le manque de toxicité.

Quand cela fonctionne, le tandem sophistiqué – substance active du médicament et du véhicule qui le transporte –est capable de traverser les capillaires, les pores et les membranes cellulaires. En d’autres termes, les médicaments intelligents fonctionnent comme un missile qui capte la chaleur jusqu’à ce qu’elle atteigne sa cible. Dans ce cas, le médicament se déplace dans le sang ou à l'intérieur des cellules jusqu'à ce qu'il atteigne sa destination et libère totalement ou partiellement son principe actif.

Nano-véhicule
Pour cela, on utilise des nano-transporteurs tels que les dendrimères – des molécules artificielles encapsulant un médicament – ou des nano-tubes de carbone – de minuscules conduits de feuilles d'atomes de carbone laminées à travers lesquelles le médicament circule –. Ces “véhicules” incorporent des substances, par exemple des protéines, qui reconnaissent d'autres protéines spécifiques de la cellule ou du tissu malade. Dans d'autres cas, si le nano-transporteur est magnétique, il peut être guidé vers la zone touchée par des champs magnétiques externes, tout comme nous déplaçons un clip sur une surface de papier avec un aimant.

Bien que cette stratégie ressemble à de la science-fiction, environ 200 médicaments utilisant divers types de véhicules nano-métriques pour administration orale, intraveineuse, inhalée ou topique sont déjà commercialisés.

Il existe d'autres propositions telles que les thérapies thermiques à base de nanoparticules ou la médecine régénérative à partir de nouveaux biomatériaux.


Des nanomètres pour peser les virus et les bactéries dans la détection des maladies

Chaque virus et chaque bactérie a une masse différente. Le simple fait de pouvoir les peser nous permettrait de les identifier et de les distinguer et, ainsi, de détecter très tôt les maladies qu’ils causent. Les progrès récents en nanotechnologie ont permis la création de nouveaux dispositifs, des capteurs nano-mécaniques, qui agissent comme des échelles à l'échelle nano-métrique, permettant de détecter ces objets avec une précision bien supérieure aux méthodes classiques de diagnostic de ces maladies.

La détection de ces particules par des capteurs nano-mécaniques est obtenue en étudiant l'évolution de leurs vibrations. Ces capteurs vibrent comme les cordes d'une guitare : lorsque l'on appuie sur une corde d'une guitare, celle-ci vibre et les ondes sont transmises dans l'air, ce que nous percevons comme un son. De plus, si nous attachons un objet à la corde, elle pèsera davantage et, par conséquent, son mouvement sera plus lent, ce qui conduira à un son plus grave. Cette différence dans le ton du son peut être directement liée à la masse de l'objet attaché.

De la même manière, les capteurs nano-mécaniques vibrent plus lentement lorsqu'une particule (virus ou bactérie) leur est attachée. Ceci est facilement vérifié en collant un petit aimant sur un diapason. Cependant, dans ces capteurs, les vibrations ne sont pas perceptibles à l'oreille et des méthodes optiques très sophistiquées sont nécessaires –similaires à celles utilisées pour la détection des ondes gravitationnelles, mais à une échelle nano-métrique – pour détecter ces modifications de la vibration du capteur.

Ces dispositifs permettent également de mesurer une autre propriété très intéressante des particules déposées : la rigidité. Connaître la rigidité des particules biologiques (virus, bactéries ou cellules) peut s'avérer très utile, car d'une part, la rigidité associée à la masse permet une identification encore plus précise des différents virus ou bactéries. Cela pourrait également permettre de différencier les cellules saines des cellules cancéreuses, car il a été constaté que bien que les deux aient une masse similaire – ce qui ne leur permet pas de se distinguer par leur masse – elles présentent une rigidité différente : les cellules cancéreuses sont moins rigides que les cellules saines. Enfin, la mesure de la rigidité des virus permet de distinguer leur état de maturation et de connaître leur capacité infectieuse.

Dans un avenir pas si lointain, ce type de capteurs sera implanté directement dans notre corps, prêt à détecter toute infection en même temps qu’il le contractera, ce qui lui permettra d’agir contre elle beaucoup plus efficacement.


Comment installer des micro-laboratoires à l'intérieur de cellules vivantes

Un groupe de chercheurs du Centre de recherche biologique (CSIC), en Espagne, dont les résultats ont été publiés dans le magazine Small en 2010, a montré dans une série d'expériences que la technologie actuelle permet déjà de créer des puces de silicium, plus petites que les cellules vivantes, les introduire à leur intérieur et interagir avec elles.

Le développement de techniques et d'instruments de laboratoire pour analyser le fonctionnement des cellules et des tissus a évolué à une vitesse vertigineuse au cours des 50 dernières années. Ainsi, nous avons appris comment fonctionnent les cellules et comment elles se détériorent avec la maladie ou avec l’âge.

Micro-puces à l'intérieur
de cellules humaines
Au cours des dernières années, des scientifiques et des technologues de divers domaines – physiciens, chimistes, biologistes, médecins, ingénieurs... – se sont unis pour atteindre un objectif commun : intégrer des équipements de laboratoire dans la cellule vivante et effectuer ainsi l'analyse des processus qui ont lieu au fil du temps dans la même cellule.

Les chercheurs ont mis au point des micro-puces en silicium, telles que celles sur ordinateur, conçues et structurées avec précision pour inclure, par exemple, des dispositifs mécaniques qui répondent à différentes forces ou stimuli. Ou déposer sur eux, de manière ordonnée, différentes molécules chimiques qui agissent comme capteurs, pouvant réagir avec d'autres molécules présentes dans la cellule et fournir des informations.

Le prochain défi a été de prendre ces micro-équipements, 20 à 50 fois plus petits que l'épaisseur d'un cheveu, dans des cellules vivantes, sans impliquer la mort de la cellule ou en altérant son fonctionnement normal.

Jusqu'à présent, cela n'a été réalisé que par des expériences avec des cellules sur plaque de culture et au microscope. Cependant, son application en médecine pourrait être possible dans les années à venir, au fur et à mesure de l'évolution des appareils capables de lire les informations qu'ils fournissent lors de leur introduction dans le corps humain.

Les prochaines années verront le développement de ces micro-puces nano-structurées parallèlement aux instruments de détection, de sorte qu'il sera possible d'insérer un réseau de puces capables de détecter, par exemple, l'apparition du glaucome dans l'œil bien avant la perte de cellules rétiniennes ; ou introduire, dans une tumeur inopérable, des puces nous informant en temps réel de l'efficacité du traitement appliqué.

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Dangers et risques de la Nanotechnologie

Malgré les progrès que la Nanotechnologie apporte à notre vie, elle présente également d'énormes dangers pour les êtres vivants. Les industriels travaillant à partir de ces nouvelles technologies sont les premiers touchés. Ces dernières vont affecter dans les années à venir beaucoup plus de personnes, car la nanotechnologie est une science du futur : tout le monde aura la possibilité de l'exploiter. Les conséquences de ces nouvelles technologies mettent en place de nombreux débats où divers avis s'opposent entre progrès et environnement.
Ce schéma d'une partie du corps humain présente
 les principales zones d'accès aux nanoparticules

Les principales entrées dans le corps d'un être humain sont la peau, les voies respiratoires (donc les alvéoles pulmonaires) ainsi que les organes irrigués comme le foie, les reins, etc. Et pour les nanoparticules les plus petites, de l'ordre de 1nm, elles peuvent passer les barrières naturelles du cerveau et ainsi atteindre différentes zones de ce dernier. Chez des femmes enceintes, les nanotechnologies peuvent atteindre la zone placentaire et ainsi avoir des conséquences sur le fœtus.

Cette nouvelle technologie pourra aider dans le domaine médical mais il faudra que celle-ci soit parfaitement maîtrisée pour éviter tout type d'accident comme un non contrôle de ces robots dans le cerveau qui pourraient faire d'énormes dégâts.

D'autres études ont été faites pour établir les risques que présente cette nouveauté, par exemple avec l'inhalation de nano-tube de carbone (ces nano-tubes se définissent comme étant un filament présentant une résistance 100 fois supérieure à celle de l'acier, et cela avec une résistance peu commune aux hautes températures). L'AFSSET (L'Agence Française de Sécurité Sanitaire de l'Environnement et du Travail) a démontré que l’inhalation de nano-tubes de carbone supprimait certaines fonctions immunitaires chez des souris. Pendant quatorze jours, à mesure de six heures par jour, des souris ont été respectivement exposées à des concentrations de nano-tubes de carbone de 1 mg/m3.

Ces individus soumis à cette dose ont présenté une perte de leurs défenses immunitaires. Même si le système immunitaire de l'homme est certainement plus résistant, on déduit que le système immunitaire peut être plus résistant. Mais si le nano-tube de carbone se’ dégrade il pourra ainsi laisser passer plusieurs sortes de virus, infections, etc.

Il serait important de développer parallèlement à ces nanotechnologies des systèmes de contrôle afin d'en garder la maîtrise. C'est également le sujet de nombreux débats aujourd’hui.

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