[Flash Info Chimie] #36 Révolution écologique dans la synthèse du nylon

Il y a parfois des publications peu spectaculaires, qui sont pourtant de toute première importance. La publication ces jours-ci dans Science d’une nouvelle méthode pour la synthèse de l’acide adipique en fait partie.

Imaginez : l’acide adipique est aujourd’hui fabriqué à partir de cyclohexane durant deux étapes qui nécessitent de chauffer en présence d’air et de métaux (Manganèse, Cobalt), puis d’utiliser une grands quantité d’acide nitrique, relarguant, au passage, des quantités énormes de protoxyde d’azote N2O. Vous savez, N2O, le gaz hilarant, dont on peut se servir aussi en milieu hospitalier comme anesthésique !! Vous savez, N2O, ce gaz sympa, qui détruit la couche d’ozone, et contribue fortement à l’effet de serre ! (Wikipédia sera votre ami si vous voulez en savoir davantage). En fait, la synthèse de l’acide adipique est responsable de 5 à 8 % de l’émission anthropique de protoxyde d’azote. Trouver une autre méthode de synthèse de ce composé est donc d’importance capitale.

Méthode de synthèse actuelle de l'acide adipique, coûteuse en énergie (chauffage) et productrice de N2O.

Méthode de synthèse actuelle de l’acide adipique, coûteuse en énergie (chauffage) et productrice de N2O.

En 1998, Noyori a proposé une autre voie, « verte » de production d’acide adipique. Verte, mais chère : elle nécessitait beaucoup plus de peroxyde d’hydrogène H2O2 (l’eau oxygénée) qu’elle ne produisait d’acide adipique. Bref, les réactifs coûtaient plus cher que le produit désiré…

Dans un article paru cette semaine dans Science, des chimistes taïwanais proposent une nouvelle voie de synthèse efficace, sans déchets polluants, ni solvants, ni réactifs hors de prix… Le rêve ?

Les scientifiques sont partis du constat que les hydrocarbures sont dégradés par oxydation dans l’atmosphère, grâce à une combinaison d’irradiation ultraviolette et de réaction avec l’ozone. La transformation du cyclohexane en acide adipique étant proche de cette dégradation, ils ont reproduit, adaptés ces conditions pour une synthèse efficace :

La réaction a lieu en une seule étape. Les composés intermédiaires ont été isolés, purifiés pour l'étude.

La réaction a lieu en une seule étape. (Les composés intermédiaires ont été isolés, purifiés pour l’étude)

Les autres produits nécessaires que le cyclohexane sont de l’acide chlorhydrique (très) dilué, ainsi que l’ozone, dont la production est très aisé (il s’agit d’un simple arc électrique dans de l’oxygène (voir wikipédia)). Donc pas de métaux lourds, pas de chauffe, et pas de rejets de gaz polluants (l’ozone qui n’a pas réagit se re-transformant facilement en dioxygène).

S’il est impensable que toutes les usines du monde qui synthétisent de l’acide adipique adoptent cette nouvelle voie de synthèse, cela montre qu’il est possible, et économiquement viable, de transformer l’industrie chimique actuelle en une industrie bien plus propre.

 

« One-pot room-temperature conversion of cyclohexane to adipic acid by ozone and UV light » K.C. Hwang, A. Sagadevan, Science 2014, 346 (6216), 1495-98

 

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[Flash Info Chimie] #35 Du vulgaire papier comme support de RAM

vous connaissez le courant artistique appelé le « SteamPunk » ? Si si, même si le nom ne vous est pas très familier… Imaginez un monde de haute technologie fonctionnant à la vapeur : vous avez de jolies uchronies « steampunk ». J’aimerais beaucoup vous en parler longuement, mais d’autres le font bien mieux que moi : wikipédia d’abord, Boulet avec son « FormicaPunk« , et puis ce site qui commercialise des objets de ce style aussi, dont voici un bel exemple :

I Pod SteamPunkBref, tout un univers…

Bon, quel rapport avec la chimie ? En fait, c’est au Steampunk que m’a fait penser un article du journal ACS Nano, de D.H. Lien et ses collègues : L’idée est d’utiliser du simple papier comme support de mémoire informatique. Vous me direz, il suffit de faire des petits points de différentes couleurs, de convenir d’un code, et avec un bon scanner, et un programme pour traduire tout ça, ce ne devrait pas être très difficile… Oui, mais ici, on parle de RAM, de mémoire ré-inscriptible « à volonté » (ou presque).

Pour réaliser cette mémoire RAM Steampunk, les chercheurs ont imprimés différentes couches sur une feuille de papier ordinaire, du carbone, puis du dioxyde de titane, puis des petits plots d’argent métallique.

papierram

 

Chaque petit plot va se comporter comme des résistances électriques variables, pouvant prendre deux valeurs, qui vont correspondre aux fameux « 0″ et « 1″. Pour pouvoir « lire » les informations, il suffit de mesurer la résistance en imposant une faible tension (0,1 Volt) entre la feuille et une électrode qui va se déplacer de plot en plot. Et pour pouvoir écrire, il suffit d’imposer une tension ( + 1 Volt pour passer d’un « 0″ à « 1″, -3 Volts pour l’opération inverse) avec la même électrode.

Le papier RAM conserve toutes ses caractéristiques après 2500 cycles d’écriture, s’il est chauffé jusqu’à 85 °C, s’il est fixé sur une surface non plane. Et d’après les auteurs, en utilisant les meilleures technologies actuelles en impression jet-d’encre, on pourrait stocker jusqu’à 1 Gb par feuilles A4.

Le coût du papier, son accessibilité, sa stabilité sont des avantages certains pour son utilisation en électronique d’après les auteurs. Mais de là à imaginer se passer de disques durs, pour des feuilles de papier… Il faudrait vraiment être dans un autre monde !

(N.B. Il existe cependant d’autres applications possibles, comme l’utilisation d’étiquettes pour classer / ranger des objets et récipients, pour lesquelles un papier RAM puisse avoir un intérêt réel)

« All Printed Paper Memory » D.H. Lien et al. ACS Nano 2014, 8, 7613-7619.

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[Flash Info Chimie] #34 un polymère auto-réparable grâce au CO2 atmosphérique

Les matériaux auto-réparables représentent un domaine très prometteur en chimie des polymères. Imaginez un peu : vous coupez un morceau de caoutchouc en deux, puis vous pressez les deux pièces obtenues entre elles, et le voilà réparé, avec les mêmes propriétés de résistance, élasticité qu’au départ. En voilà un exemple particulièrement spectaculaire :

Il existe plusieurs procédés différents qui permettent cette prouesse technologique (et oui, la chimie, c’est aussi une technologie de pointe), mais les chercheurs Y. Yang et M.W. Urban en ont proposé un nouveau, très original, et, semble-t-il, très efficace : il s’agit d’utiliser ici le dioxyde de carbone (ainsi que l’eau) atmosphérique pour reconstituer les liaisons chimiques coupées lors de la coupure du polymère.

Pour être plus précis, ce polymère est dérivé du poly-uréthane, dont on entend parler pour les colles du même nom. Mais les chercheurs y ont greffé une molécule de type « sucre », qui, à l’aide de sels d’étain présent en faible quantité, va réagir avec le CO2 et l’eau, pour former de nouvelles liaisons à l’emplacement des précédentes.

Les résultats présentés ici sont assez convaincants, comme on peut le voir dans cette vidéo, ou sur ces images :

selfrepairpolymer

Le polymère a ici été entaillé de quelques centaines de micromètres, et laissé tel quel à l’air libre, sans compression, ni changement de conditions extérieures.

Le seul élément négatif dans ce matériau réside en sa teneur en sels d’étain : hautement toxiques, ils limitent son utilisation pour un intérêt biomédical. D’après les données expérimentales, les chercheurs semblent avoir essayé d’autres métaux pour le remplacer, en particulier le cuivre, mais sans succès.

 

« Self-Repairable Polyurethane Networks by Atmospheric Carbon Dioxide and Water » Y. Yang et al., Angewandte Chemie Int. Ed. 2014Early View

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[Flash Info Chimie] #33 Le Seaborgium ne déroge pas à la règle…

Le Seaborgium, c’est un métal transactinoïde (c’est-à-dire plus lourd que les éléments de la série des actinides), un des éléments connus et caractérisés les plus lourds :

Seaborgium : masse atomique : 266, nombre de protons : 106

Seaborgium : masse atomique : 266, nombre de protons : 106

Cet élément est artificiel, c’est-à-dire obtenu uniquement en laboratoire, en bombardant du californium avec des ions oxygènes. La durée de vie de ses isotopes les plus stables n’excède pas deux minutes, ce qui en fait un élément qui n’a, a priori, qu’un intérêt théorique. En fait, d’après la notice Wikipédia qui le concerne, il est surtout connu pour la polémique qu’il a engendré lors de ses premières synthèses, les laboratoires et académies des sciences n’étant pas d’accord pour son nom…

Mais alors que la physique de ces éléments super lourds (plus précisemment la structure du noyau, et leurs propriétés radioactives) est assez connue, leur chimie l’est beaucoup moins : leur faible durée de vie rend difficile les étapes de synthèse, purification, puis caractérisation des produits.

Pourtant, il existe des outils de prédiction de la réactivité des éléments. Le plus simple, et le plus ancien, est la classification périodique, proposée par Mendeleiev en 1869. Elle est construite selon deux critières : en ligne, par nombre de proton croissant, et par colonne, par propriétés chimiques similaires. Depuis la première version, rien, ou presque, n’a changé à part l’ajout de nouveaux éléments découverts ultérieurement. Les propriétés chimiques étant liées  aux structures électroniques, on sait aujourd’hui que les éléments d’une même colonne ont des structures électroniques similaires.

Ceci dit, les cortèges d’électrons des éléments lourds sont perturbés par des effets relativistes, dont l’influence sur les propriétés chimiques est mal connue. Comme d’habitude, l’expérience est irremplaçable.

Dans un article paru dans la revue Science, J. Even et ses collaborateurs ont donc entrepris la synthèse et la caractérisation de complexes carbonylés de seaborgium, dans le but de comparer ceux-ci avec des complexes similaires connus

La performance expérimentale est intéressante, puisque cette synthèse ainsi que le travail de caractérisation a pu être réalisée en quelques secondes, avant que la totalité de l’élément n’ait disparu.

Ce qui est remarquable, surtout, c’est que les caractéristiques du complexe obtenu, l’hexacarbonyl-seaborgium (Sg(CO)6) sont en tout point similaires aux complexes carbonylés de tungstène (le W(CO)6 et de molybdène (Mo(CO)6).

seaborgium

Effets électroniques relativistes ou non, les prévisions du tableau de Mendeleiev restent tout à fait correctes, même 150 ans plus tard, sur des éléments qu’on ne pouvait même pas imaginer à l’époque…

« Synthesis and detection of a seaborgium carbonyl complex » J. Even et al. Science 2014, 345,1491

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Pilule du lendemain : les femmes en surpoids méritent mieux que du mépris

Ce titre un peu tape-à-l’œil est à l’image de ma stupéfaction et ma colère, en lisant l’avis motivé de l’Agence Européenne du Médicament, qui a conclut que le levonorgestrel (pilule du lendemain) et l’ullipristal (EllaOne, autre contraceptif d’urgence) était efficace, quelque soit le poids de la femme qui le prend. Reprenons depuis le début.

les contraceptions d’urgence

Il en existe trois disponibles en France :

  • Le DIU (on l’appelle aussi stérilet) au cuivre : à poser dans les 5 jours qui suivent un rapport sexuel non protégé, il est efficace à quasiment 100 %. Il est utilisé depuis 1930 dans ce cadre. Il nécessite tout de même la pose par un médecin ou sage-femme, et toutes les femmes ne sont pas prêtes à en porter un.
  • Le levonorgestrel : la fameuse « pilule du lendemain » (obtenu sans ordonnance) D’après les notices, il est efficace à 95 % dans les 24 premières heures, 85 % de 24 à 48h, et 58 % entre 48h et 72 h. Si de nombreux effets secondaires sont fréquents, ils sont sans gravité, et le nombre de réelles contre-indications est très faible. Ce médicament peut de plus être pris pendant l’allaitement et n’a pas de conséquence sur une grossesse déjà en cours. (pour des informations plus exhaustives, on peut consulter ce document)
  • L’Ullipristal Acetate : Commercialisé sous le nom EllaOne (et obtenu uniquement sur ordonnance), appelé aussi la « pilule du surlendemain ». Son efficacité est deux fois meilleure que celle du levonogestrel, et peut être prise jusqu’à 120 heures après le rapport non protégé. Les effets secondaires sont similaires au levonorgestrel, mais étant beaucoup plus récent, on manque de recul sur l’allaitement, ou les grossesses en cours. Il est donc préconisé en particulier l’interruption momentanée de 36h pour l’allaitement. [Il semblerait néanmoins que l’ullipristal passe dans le lait, mais dans des quantités plutôt faibles, puisqu’il s’agit d’un représentant de la famille des stéroïdes (comme le levonorgestrel d’ailleurs) on pourra lire ce document, en anglais], connus peu passer dans le lait, . (Pour des informations plus exhaustives, on peut consulter ce document (pdf)

Et cette histoire de poids alors ?

En 2011, paraît un article très intéressant dans la revue Contraception, intitulé :

Can we identify women at risk of pregnancy despite using emergency contraception? Data from randomized trials of ulipristal acetate and levonorgestrel

Ou en français (pardon pour les approximations) :

Peut-on identifier les femmes qui risquent de tomber enceintes malgré une contraception d’urgence ? Données tirées d’essais cliniques randomisés sur l’ulipristal et le levonorgestrel

Le poids, ou plutôt l’Indice de Masse Corporel (IMC) est apparu comme un paramètre particulièrement important sur le risque de grossesse malgré la prise de ces pilules. Très clairement, avec un excellent facteur p (qui montre la fiabilité statistique, voir wikipédia) (p<0,0001), le levonogestrel apparaît comme nettement moins efficace pour des Indice de Masse Corporelle (IMC) compris entre 25 et 30 (deux fois plus de risque de tomber enceinte), et inefficace pour un IMC au-delà de 30. L’efficacité de l’Ulipristal diminue aussi, mais seulement pour les personnes ayant un IMC supérieur à 30.

Cette relation entre l’efficacité des contraceptifs hormonaux et l’IMC n’est ni nouvelle, ni surprenante : dès les années 80, il avait été relevé qu’il y avait un plus grand nombre d’échec à la contraception hormonale chez les personnes en surpoids et obèse (on pourra lire par exemple cette revue de la littérature de J. Trussell (pdf) de 2009). Certes, il ne s’agissait pas de contraception d’urgence, mais les contraceptifs hormonaux ayant des structures chimiques et des activités biologiques similaires, il est logique de mettre en parallèle ces différentes situations.

D’un point de vue biologique et chimique, les contraceptifs hormonaux font partie de la famille des stéroïdes, qui sont des composés très solubles dans les graisses. Il est très probable qu’ils puissent se stocker facilement dans les tissus adipeux, et donc être moins disponibles. Un article de 2009 a ainsi montré (cet article (pdf)) que les concentrations atteintes en lévonorgestrel sont moindres chez les personnes obèses que celles d’IMC inférieurs à 25.

De façon générale, ce qui est important en science pharmaceutique, ce ne sont pas les doses « brutes » des médicaments, mais les concentrations en principe actif dans le corps du patient. Une personne de 100 kg aura besoin, a priori, d’une dose double par rapport à une personne de 50 kg, pour obtenir une concentration équivalente. Partant de ce principe, il est vrai un peu simpliste, le dosage d’un contraceptif ne peut pas être identique chez des femmes de poids très différents (on module bien la quantité de paracétamol en fonction du poids des enfants) ! Soit il y a un surdosage chez les femmes minces, soit il y a un sous-dosage chez les femmes en surpoids. Les auteurs de l’article de 2011 suggère à ce propos qu’il serait intéressant d’évaluer scientifiquement la prise d’une double dose pour les femmes en surpoids (ce qui est déjà le cas pour les personnes qui prennent d’autres médicaments susceptibles de diminuer l’efficacité de la contraception hormonale)…

Pourtant, aucune de ces conclusions n’a été retenue par l’Agence Européenne des Médicaments

Suite à la publication de cette étude, certains distributeurs de Levonorgestrel ont décidé de rajouter une précision sur la notice du médicament, précisant que l’efficacité était diminué chez les personnes en surpoids. Appelée à statuer sur l’intérêt, ou non, de cette précision, l’Agence Européenne des Médicaments a rendu son rapport fin juillet 2014. Le titre est sans appel :

Levonorgestrel and ulipristal remain suitable emergency contraceptives for all women, regardless of bodyweight

Le levonorgestrel et l’ulipristal reste une contraception d’urgence appropriées pour toutes les femmes, indépendamment de leur poids.

Ce rapport, qui tient sur deux pages, me paraît scientifiquement assez surréaliste : le rapport conclut que les données sont considérées comme insuffisantes ou trop limitées pour « conclure avec certitude que l’effet des contraceptifs d’urgence est diminuée chez les personnes en surpoids. » (traduction de l’auteur). Je ne comprends pas bien du tout ce besoin de certitude : des doutes sérieux sont émis, justifiés par des résultats statistiquement pertinents, mais cela ne suffit pas pour justifier un avertissement sur l’efficacité du médicament !!!

Mais d’ailleurs… Ces données ? Quelles données ?

Le rapport cite trois méta-analyses. Ou plutôt, « parle » de trois méta analyses, sans donner de références publiées ! Seuls les articles sur lesquels les meta-analyses se sont appuyés sont cités. Le soucis, c’est que ces articles ne portent pas directement sur l’influence de l’IMC sur l’efficacité des contraceptifs, même si les auteurs ont pu récupérer ces informations. Les chiffres avancés sont donc, en partie du moins, invérifiables, y compris en lisant les articles cités.

Sur ces 3 méta-analyses, de petites envergures, 2 concluent à la diminution de l’efficacité du levonorgestrel et de l’ulipristal. La troisième conclut en l’absence de diminution de l’efficacité.

En cherchant un peu, la première de ces méta-analyses correspond à l’article de 2011, dont le rapport ne fait référence, dont j’ai parlé plus haut. Mais je n’ai pas trouvé les deux autres méta analyses dans la littérature.

Par contre, en cherchant mieux, j’ai pu trouver ce document (pdf), publié en septembre 2014 : Efficacy of Emergency Contraception in Women over 75 kg, écrit par le « Northern Treatment Advisory Group » (organisation britannique d’information sur les traitements médicaux (leur site)). Ce document détaille les méta-analyses dont « parle » le rapport, pointe les insuffisances des données actuelles, mais préconise, lui, la communication de conseils supplémentaires aux patientes et aux prescripteurs. Je vous invite fortement à le consulter (en anglais).

Alors, que faut-il conclure ?

Plusieurs choses m’ont choqué dans ce rapport :

  • Les résultats présentés montrent qu’il y a, a minima, de sérieux doutes sur l’efficacité de ces contraceptifs d’urgence. Mais le rapport préconise la négation de ces doutes.
  • Alors que les doutes sont sérieux aucune demande d’études complémentaires n’est proposée.
  • Les résultats sont présentés de telle manière qu’ils en deviennent quasiment invérifiables.

Là où j’estime que cela ressemble purement et simplement à du mépris, c’est qu’il existe des alternatives à la prise de la pilule du lendemain. Ne pas changer les préconisations, alors que de sérieux doutes ne sont pas levés, consiste à considérer qu’il n’est pas important que la contraception d’urgence soit réellement efficace pour tous. (C’est d’ailleurs ce sur quoi insiste toutes les notices d’utilisation).

Sans être médecin, ni sage-femme, ni pharmacien, je pense qu’il est raisonnable, lorsqu’une femme en surpoids cherche une contraception d’urgence :

  • De lui donner les informations sur le manque de preuve d’efficacité de la pilule du lendemain si son IMC dépasse 25
  • De préconiser la pose d’un DIU, méthode la plus efficace (et de loin)
  • De préconiser, si le DIU n’est pas possible ou souhaité, la pilule EllaOne qui reste, de toute façon, bien plus efficace que le levonorgestrel.

Sans être expert en sciences pharmaceutiques, je pense qu’il est raisonnable, lorsqu’on lit un rapport aussi… surprenant, de remettre en question soit les compétences, soit la volonté de clarté du groupe d’expert qui s’est penché sur la question. Et puis de toute façon, elles n’avaient qu’à faire attention, ces grosses !! (Ont-ils l’air de dire…)

Principales références (les autres se trouvent en lien dans l’article) :

 

N.B. Si l’envie de lire ces publications vous prend, sachez, pour comprendre les valeurs d’efficacité données, que la probabilité pour une femme de tomber enceinte en prenant un placebo à la place d’une contraception d’urgence est d’environ 5,6 à 6 %. D’où l’inefficacité du levonorgestrel chez les personnes d’IMC supérieur à 30 dès une probabilité d’être enceinte de 5,8%…

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Du nouveau dans la lutte contre les vilains microbes…

Grâce à Alan, (@alanvonlanthen sur Twitter, un des gourous de PodCastScience.fm), je suis tombé sur un article en ligne de la BBC, intitulé « Novel antibiotic class created« . Pour un chimiste, qui aime bien la science des médicaments, cela fait partie des titres les plus alléchants qu’on puisse trouver !!

Une course sans fin…

On décrit souvent la recherche de nouveaux traitements antibiotiques comme une course contre l’apparition de souches bactériennes résistantes. Une course où les humains piétinent, face à des bactéries qui mutent et résistent de mieux en mieux aux médicaments.

Alors qu’il faut sans cesse découvrir de nouveaux antibiotiques pour remplacer les anciens auxquels les bactéries pathogènes se sont adaptées, la recherche est trop lente, trop inefficace.

La faute aux industries pharmaceutiques, qui investissent beaucoup plus dans les maladies chroniques que dans ce domaine, où les traitements sont courts, et définitifs (jusqu’à l’infection suivante bien sûr…). Mais la faute aussi, et surtout aux difficultés inhérentes à la lutte contre les bactéries : il n’y a pas beaucoup de modes d’action possibles. En fait, 5 ont été recensés, (voir schéma suivant), et il ne semble pas y avoir d’autres choix que de les viser. Comme ces cibles sont peu nombreuses, il y a de grande chance, lorsqu’on trouve une nouvelle molécule, qu’elle ne soit pas efficace contre des souches déjà résistantes aux autres antibiotiques. On a alors un traitement qui ne sert… à rien (ou éventuellement à diminuer les effets secondaires, parfois…).

Les 5 cibles potentielles des antibiotiques sont en jaune (sauf oxazolidinone, qui est une erreur...). Tiré de cet article

Les 5 cibles potentielles des antibiotiques sont en jaune . Tiré de cette excellente revue de la littérature sur le sujet.

Ainsi, l’arrivée sur le marché d’un nouvel antibiotique est rare :

- En 2013 est arrivé un nouveau médicament contre la tuberculose résistante aux autres traitements. On l’attendait depuis… quarante ans.

- La dernière famille d’antibiotique découverte est celles des oxazolidinones, et la sortie de son principal représentant, le linézolide, date de 2002. C’était la première nouvelle famille depuis plus de 30 ans… (Dès 2005, des résistances ont été signalées (source)…)

Un travail majeur… Mais pas de nouvelles classes d’antibiotiques !

Le billet de la BBC s’inspire de l’article paru dans Nature Biotechnology, en septembre. Hélas, pour le chimiste amateur de belles molécules que je suis, il ne s’agit pas du tout d’une nouvelle classe d’antibiotique. En fait, il ne s’agit pas d’une chimiothérapie antibactérienne, mais bien d’un travail de biotechnologie. Très habile d’ailleurs.

Des bactériophages infectant une bactérie, au microscope électronique (source : wikipédia)

Des bactériophages infectant une bactérie, au microscope électronique (source : wikipédia)

L’idée des chercheurs est d’avoir utiliser des bactériophages comme vecteur de leur arme antibactérienne. Les bactériophages, ce sont tout simplement des virus infectant les bactéries, en leur injectant leur patrimoine génétique, ce qui permet, comme pour les virus chez les autres êtres vivants, de se répliquer grâce à la machinerie enzymatique de leur hôte. Ici, les bactériophages ont été modifiés génétiquement, pour injecter aussi un gène qui va permettre la production, par la bactérie, d’une arme à la fois très efficace et très sélective, appelée RGN (pour RNA-guided-nuclease). Ces RGNs sont des nucléases, c’est-à-dire des protéines qui découpent l’ADN, qui doivent reconnaître une séquence génétique spécifique avant de provoquer des coupures dans l’ADN, et ainsi causer la mort de la bactérie.

Ces séquences génétiques peuvent être spécifique de la bactérie pathogène, ou, mieux encore, de certains gènes qui confèrent des résistances, ou des virulences particulières aux bactéries. En effet, rien ne sert de neutraliser TOUTES les bactéries : celles qui ne présentent pas de résistances pourront être traitées efficacement par les antibiotiques existant, et celles qui ne sont pas virulentes pourront être laissées tranquille. Il ne faut pas oublier que nous hébergeons plus de bactéries dans notre corps que nous possédons de cellules ! Les fameuses Escherichia Coli peuplent notre intestin sans poser de problème en temps normal. De nombreuses souches non pathogènes, et même bénéfiques sont présentes sur notre peau, dans notre vagin, dans notre bouche, et l’utilisation massive d’antibiotiques affaiblit ces flores, causant parfois effets secondaires pénibles. Ce nouveau type de traitement a donc une sélectivité particulièrement intéressante. L’autre intérêt majeur réside en la versatilité d’une telle technique : en modifiant le bactériophage, on peut l’adapter à différents gènes : sitôt qu’un gène de résistance est identifié, on peut construire l’arme qui anéantira les bactéries qui le porte.

Il reste tout de même que les bactéries pourraient devenir résistantes… aux phages eux-mêmes ! Cela signifie que si cette technique, totalement novatrice, est intéressante, elle ne représente pas une victoire définitive dans la course. Tout juste une corde supplémentaire à l’arc des médecins. Mais c’est déjà pas si mal !!

« Sequence-specific antimicrobials using efficiently delivered RNA-guided nucleases » R.J. Citorik et al. Nature Biotechnology 2014

Et le très bon -sauf le titre- article de BBC News : http://www.bbc.com/news/health-29306807

 

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« Choisir Sa Contraception » : les surprenantes données de l’INPES

Comment choisir en bonne intelligence sa contraception ? Préservatifs ? Pillule ? DIU (dispositif intra utérin) ? Et les autres ? Pour permettre un choix éclairé, l’INPES a créé un site plutôt bien fait, qui montre les avantages / inconvénients des différentes méthodes : « Choisir sa Contraception« . Les propos sont sensés et mesurés et toutes les solutions sont passées au peigne fin. En particulier, il y est proposé un tableau récapitulatif de l’efficacité des différentes méthodes de contraception, dont je vous propose une copie d’écran ici :

Il y a sur le site 16 méthodes de contraception depuis les stérilisations jusqu'aux spermicides. Le classement par défaut correspond à l'efficacité pratique

Il y a sur le site 16 méthodes de contraception depuis les stérilisations jusqu’aux spermicides. Le classement par défaut correspond à l’efficacité pratique

 

Ce tableau est très complet, très pratique… Mais les chiffres annoncés sur l’efficacité sont parfois … surprenant.

Les méthodes « sans manipulation » ou définitive sont les plus efficaces, ce qui paraît logique. Ainsi, l’implant, les DIU (Dispositifs intra-utérins, appelés aussi stérilet), ou encore les stérilisations définitives ont des efficacités « pratiques » identiques aux efficacités « théoriques », de plus de 99 %. C’est plutôt pour les autres dispositifs contraceptifs que les chiffres paraissent bizarres… Par exemple, le préservatif, avec ses 85 % d’efficacité pratique, ne semble pas meilleur que la cape cervicale, et moins efficace que le diaphragme. Le préservatif féminin, dont l’efficacité est souvent vantée comme identique à celle de son homologue masculin, se retrouve à 79 % d’efficacité, soit… quasi-identique à la méthode de retrait, qui, d’expérience, a une efficacité… faible (pour mon plus grand bonheur aujourd’hui, je dois l’avouer). Il est aussi surprenant, pour moi, que les méthodes d’abstinences périodiques soient encore moins fiables que celle du retrait, et d’ordre de grandeur comparable à l’utilisation de spermicides…

Peut-être relèverez-vous d’autres éléments surprenants dans ce tableau (et n’hésitez pas à les partager en commentaires), mais ces chiffres, et leur organisation méritent maintenant une explication plus fine.

Provenance des données

Ces valeurs « d’efficacité » proviennent d’un rapport de la Haute Autorité de la Santé de 2013, qui les tire de l’OMS, qui elle-même les a extraites d’un article de J Trussell paru en 2011 (accès gratuit) dans le journal Contraception. Les chiffres français ont été tirés d’un article de C. Moreau, J. Trussel et leurs collaborateurs de 2007 (accès gratuit),

Que signifie réellement « efficacité » ?

Une efficacité de 75 % signifie que le risque de déclarer une grossesse dans l’année est de 100-75 = 25 %. A titre de comparaison, le risque de déclarer une grossesse en absence de toute contraception est de 85 %.

Mais ce terme n’est pas aussi clair qu’il n’y paraît. Ces statistiques, et cela n’est pas clairement dit, correspondent uniquement à une première année d’utilisation. Cela permet sans doute d’expliquer les écarts importants entre les méthodes où il n’y a pas d’intervention des personnes concernées (implants, DIU, …), qui apparaissent très sures, et les méthodes où il y a intervention (pilule, préservatifs, etc…). Il est aisément concevable que ces écarts se resserrent lorsque les couples deviennent « experts » en l’utilisation de leur contraception, et c’est ce qui est observé dans l’étude française.

Que signifie « pratique » ou « théorique » ?

L’efficacité théorique correspond à une utilisation rigoureuse de la contraception. Le mot « théorique » n’est pas très approprié : cette efficacité peut très bien être atteinte !! Par exemple, pour la pilule, il « suffit » de la prendre à heure fixe, sans oubli, et d’être très rigoureux sur les aliments et les médicaments qui pourraient diminuer son action pour atteindre son « efficacité théorique ».

L’efficacité pratique correspond aux résultats obtenus par sondage auprès de femmes ayant utilisé ce moyen de contraception, en comptant le nombre de grossesse survenue dans l’année. Ainsi, l’efficacité pratique d’un moyen de contraception va correspondre au nombre de femmes qui ont déclarées avoir utilisé ce moyen et qui sont tombées enceintes. Pour le préservatif masculin, par exemple, vont être concernés de la même façon des couples très rigoureux et précautionneux, et des couples qui n’utilisent le préservatif de façon qu’occasionnelle.

Chiffres français ou chiffres américains ?

Hum… Là, l’affaire se corse un peu plus. Les chiffres d’efficacité donnés sont exclusivement tirés de la publication de Trussel. Si les chiffres français apparaissent dans le document de la HAS (sans être commentés pour autant), ils n’apparaissent plus du tout sur le site choisirsacontraception.fr. La raison pour laquelle ils n’ont sans doute pas été conservés réside en leur manque d’exhaustivité. Pas de traces « d’efficacité théorique », pas de distinction entre DIU hormonal et DIU au cuivre, et de nombreuses méthodes contraceptives dont l’efficacité n’a pas été chiffrée (implants, anneaux vaginaux, préservatifs féminins, …).

Cependant, les statistiques américaines et les statistiques françaises qui restent peuvent parfois présenter de très grosses différences. Un exemple est particulièrement saillant : aux USA, l’efficacité pratique du préservatif masculin est de 85 %. En France, elle est de 96,7 % ! De quoi modifier profondément le classement des méthodes contraceptives !

Voici un extrait du tableau du rapport de la HAS, montrant les différences les plus flagrantes…

tableauHAS

Ces valeurs correspondent aux taux de grossesse la première utilisation de la méthode. La note qui correspond à la ligne « DIU » précise en réalité que l’étude française ne distingue pas les DIU au cuivre des DIU hormonaux (au lévonorgestrel). Extrait du rapport de la HAS « Etats des lieux des pratiques de contraceptives et des freins à l’accès et au choix d’une contraception adaptée« 

 

 Comment expliquer de tels écarts ?

Comment peut-on passer de 15 % à 3,3 % d’échec à la contraception avec le préservatif masculin, ou de 9 % à 2,4 % avec la pilule ? Il paraît difficile à imaginer qu’une telle différence peut exister entre deux pays à première vue similaire, d’un point de vue démographique. De façon globale, les échecs à la contraception s’élèvent à 2,9 % en France, contre 13 % aux USA.

Les réponses à cette question sont discutées dans l’étude française :

  • Il existe une importante sous-déclaration des avortements, tant aux USA qu’en France. Et de plus le taux de sous-déclaration varie d’une méthode contraceptive à l’autre : par exemple, aux Etats-Unis, la sous-déclaration est beaucoup plus importante en cas d’utilisation de contraception locale (préservatif, diaphragme, …) ou « naturelle » (retrait, …) qu’en cas d’utilisation de contraception hormonale… Il semble plus avouable de tomber enceinte involontairement avec une contraception censée être fiable et régulière (on n’y est VRAIMENT pour rien, on a fait tout ce qu’il fallait), plutôt qu’avec une contraception plus ponctuelle, à l’efficacité paraissant plus aléatoire… Moreau et ses collègues annoncent qu’ils n’ont pas corrigé leurs données, contrairement à l’étude américaine. Il faut donc comparer les 2,9% d’échecs en France aux 10 % américains et non 13. Cela fait tout de même une efficacité trois fois moindre aux USA !
  • Les études françaises et américaines diffèrent sur un point assez important : aux USA, toutes les grossesses sous contraception ont été considérées comme des échecs à la contraception. Or un tiers de ces grossesses sont en fait voulues. L’étude française exclue ces dernières des statistiques. Les 2,9 % d’échecs français doivent donc être comparées à 6,7 % aux USA… Ça se rapproche…
  • Un autre biais est aussi relevé : compte-tenu de la méthodologie adoptée, les périodes d’abstinence dans l’étude française sont sans doute sous-estimées

Cependant, les auteurs affirment que ces différents points ne peuvent pas expliquer la totalité des écarts observés. D’autres raisons (Culturelles ? Éducatives ? De pratiques sexuelles?) doivent être évaluées. Les auteurs rappellent par exemple, qu’une étude sur 5 pays européens a montré que l’oubli d’une pilule durant le cycle précédent concerne de 12 à 25 % des femmes, suivant le pays concerné…

D’autres part, les pratiques contraceptives sont très différentes entre les USA et la France :

  • Outre-atlantique, la pilule contraceptive arrive en tête avec 27,5 % d’utilisatrices, suivie de la stérilisation féminine (26,6 %), puis du préservatif masculin (16,3 %), de la vasectomie (stérilisation masculine, 10 %), et enfin des DIU (5,6 %) (source : GuttMacher Institute )
  • En France, la pilule arrive aussi en tête, (45 % + 4,6 % qui utilisent aussi le préservatif), suivie des DIU (20,7 %) et des préservatifs (12,2 %). La stérilisation ne concerne que 4,2 % des femmes… (source : INED)

L’édition des chiffres français, corrigés, est indispensable

Peut-on réellement se baser sur les chiffres américains dans ces conditions ? S’il est évident que les méthode définitives (stérilisations), et les méthodes sans intervention sont les plus fiables, les autres ne sont pas aussi catastrophiques qu’annoncés sur le site « Choisir Sa Contraception ». L’INPES, par l’intermédiaire de cette plateforme web, répond aujourd’hui à l’urgence de la publication de données claires pour un choix personnel et éclairé sur les différentes méthodes, mais l’utilisation des statistiques des USA pose le problème de la fiabilité des données, et surtout de leur transposition dans un contexte où les pratiques diffèrent largement, d’autant que les statistiques françaises, quoique incomplètes, n’apparaissent pas du tout sur le site. Pour « choisir sa contraception » en bonne intelligence, il me paraît urgent que les chiffres présentés soient complétés, et modifiés par les résultats de l’étude française.

 

N.B. Il reste, de plus, d’autres sources d’erreur et de confusion sur le tableau, concernant par exemple les méthodes dites « naturelles », qui peuvent correspondre à des pratiques très sécuritaires, comme d’autres beaucoup plus laxistes. D’après l’article de Trussel, l’efficacité théorique s’échelonne entre 99,6 % pour la méthode sympto-thermique à 95,2 % pour la « Standard Days Method ». Il y aurait aussi à redire sur l’efficacité de la cape cervicale, très différente entre les nullipares et les femmes qui ont déjà eu une grossesse…

N.B.2 : N’oublions pas aussi de souligner l’importance de la colonne « protège contre les IST » dans le tableau du site…

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[Flash Info Chimie] #32 une structure cristalline avec 36 sites distincts

Vous connaissez peut-être les zéolithes. Ce sont des matériaux de composition assez simple, des alumino-silicates, existant sous forme naturelle, mais aussi que l’on peut synthétiser à volonté, afin de moduler leurs propriétés.

Parlons-en, de leurs propriétés. En fait, les zéolithes sont remarquables par leur structure microscopique. Précisément, chaque atome d’aluminium ou de silicium est au centre d’un tétraèdre dont les sommets sont des atomes d’oxygène. Ces tétraèdres étant reliés entre eux par les sommets.

Quelques structures de zéolithes. On voit les tétraèdre former des structures régulières plus vastes. (Source : nature.com)

Quelques structures de zéolithes. On voit les tétraèdres former des structures régulières plus vastes. (Source : nature.com)

Les structures ainsi formées sont très variées et ont parfois exactement la « bonne » taille pour accueillir des petites molécules. Une application très classique des zéolithes consiste à les utiliser comme « tamis moléculaire ». On a facilement une image en tête… qui n’est pas forcément très éloignée de la réalité ! Le tamis moléculaire le plus utilisé est le tamis 3 ou 4 Å (Angström), ce qui signifie que la taille des pores dans le zéolithe est de 3 ou 4 dixième de milliardième de mètre ( 3 ou 4 x 10-10 m !). Son intérêt ? Il s’agit de la taille des molécules d’eau, H2O : en fait, il retient particulièrement efficacement et sélectivement celles-ci, et on l’utilise pour supprimer les traces d’eau qui risqueraient de compromettre des réactions chimiques extrêmement sensibles à l’humidité. Il en existe d’autres, qui ont tous la capacité d’adsorber sélectivement les espèces chimiques en fonction de leur taille (voir la notice wikipédia).

Les zéolithes, par leurs topologies, vont pouvoir aussi catalyser certaines réactions (certaines espèces chimiques étant, par exemple, momentanément « piégées » dans les pores du matériau), servir de canaux moléculaires sélectifs, etc… Il serait inutile de tenter toute forme d’exhaustivité ici. Revenons plutôt à la publication dont il est question…

Une équipe de Corée (du Sud) a donc synthétisé un nouveau zéolithe, et a étudié sa structure… Qui correspond à la plus complexe des structures cristallographiques étudiées à ce jour !

Pour pouvoir décrire correctement un matériau, il faut déterminer le motif élémentaire qui va être répété dans les différentes directions de l’espace. prenons deux petits exemples, classiques, pour bien fixer les choses :

Le diamant est composé d’un assemblage d’atome de carbone. la « maille élémentaire » est constitué de 5 atomes : 1 carbone au centre d’un tétraèdre dont chaque sommet est occupé par un autre carbone :

diamant_petit_cube

Cela donne, si on se recule un peu, une structure très régulière :

Ici, il y a 4 mailles élémentaires représentées (plus quelques atomes pour finir le cube) (source : wikipédia)

Ici, il y a 4 mailles élémentaires représentées (plus quelques atomes pour finir le cube) (source : wikipédia)

Et voici le carbone graphite : cette fois, il s’agit d’une structure en feuillet, formée de la superposition de « nappes » d’atome de carbone disposés en hexagone :

Si on ne décrit qu'une "nappe", le motif élémentaire est constitué d'un hexagone dont chaque sommet est occupé par un atome de carbone (source : maieutapedia)

Si on ne décrit qu’une « nappe », le motif élémentaire est constitué d’un hexagone dont chaque sommet est occupé par un atome de carbone (source : maieutapedia)

Un cristal est d’autant plus simple à décrire que sa maille élémentaire est constituée de peu d’atomes, puisque après, pour décrire l’entière structure, il suffit de répéter cette maille dans toutes les directions !

Dans l’article de Angewandte, le motif élémentaire du zéolithe est constitué de… 36 tétraèdres différents ! En voilà une représentation :

En bleu ou vert, les atomes de silice ou de phosphore, au centre des tétraèdres dont les sommets sont des oxygènes (source)

En bleu ou vert, les atomes de silice ou de phosphore, au centre des tétraèdres dont les sommets sont des oxygènes (source) L’image est volontairement laissée en grand format, pour que l’on puisse visualiser les différences entre le premier plan, et celui juste derrière. C’est une structure de type « canaux » (il existe aussi dans d’autres zéolithes des structures de type « cage »), d’où la superposition quasi parfaite d’un plan sur l’autre.

Vous me demanderez peut-être, à quoi cela peut bien servir… Pour l’instant (et pour un certain temps surement aussi) à rien. Mais « il n’y a pas de matériaux inutiles, seulement des matériaux dont on a pas ENCORE trouvé à quoi ils serviront« .

 

Update (14 Juin 14) : En fait, il existe des matériaux plus complexes encore, comme me l’a communiqué @FxCoudert sur Twitter, en citant en particulier le Baryum métallique, qui, à haute pression, peut avoir jusqu’à 768 sites disctincts (Source : Nature ) !! Il s’agit donc du zéolithe le plus complexe, mais non le solide cristallin le plus complexe…

« An Aluminophosphate Molecular Sieve with 36 Crystallographically Distinct Tetrahedral Sites » J.K. Lee et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2014 Early View.

Sur les zéolithes (et de façon plus générale sur les solides poreux), on pourra aussi lire :  »La chimie du XXIe siècle sera hybride et poreuse » sur MyScienceWork.

 

 

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