Tech

Impact des progrès scientifiques et techniques sur les recherches en biologie

Dossier - Nanotechnologies : l'essor des nanobiologie, info, et nanotechnologies
DossierClassé sous :technologie , nanotechnologie , nanomédecine

-

D'importants développements scientifiques et technologiques se sont réalisés au cours des dernières années en biologie. On voit apparaitre une convergence entre biotechnologies, infotechnologies, nanotechnologies et microélectroniques. Ces innovations auront une importance de plus en plus grande sur les sciences du vivant et leurs applications industrielles.

  
DossiersNanotechnologies : l'essor des nanobiologie, info, et nanotechnologies
 

L'impact du progrès scientifique et technique sur les recherches appliquées en biologie a pu être constaté dans des domaines qui ont contribué à accélérer de manière significative le rythme de la recherche et la mise au point de nouveaux produits. La chimie combinatoire, permettant la synthèse en parallèle de nombreuses molécules, a fourni aux méthodes traditionnelles de screening de nombreuses voies nouvelles pour explorer des traitements efficaces et moins coûteux.

L'aide de l'ordinateur dans la réalisation de graphisme moléculaire et dans la simulation de processus complexes a favorisé l'étude des mécanismes moléculaires de reconnaissance enzymatiques et du fonctionnement de la catalyse enzymatique. Grâce à l'ordinateur il est devenu possible, non seulement de visualiser des molécules complexes, mais de vérifier les modifications que l'on pouvait réaliser, d'abord en numérique et ensuite au laboratoire. Le développement de polymères et de matériaux "intelligents" a permis la mise au point de systèmes d'administration contrôlée de médicaments, selon des périodes et des localisations définies d'avance.

Les percées réalisées dans le domaine de la génomique, de la bioinformatique et de la conception rationnelle de médicaments assistée par ordinateur, ont considérablement accéléré le développement de nouvelles classes thérapeutiques. Enfin, l'essor des nanotechnologies, l'utilisation d'outils puissants, tels que le microscope à effet tunnel (MET), le microscope à force atomique (MFA), l'avènement des biopuces, des biotransistors et de l'électronique moléculaire, ouvrent des voies nouvelles pour la mise au point de tests de diagnostic, de puces implantées destinées à modifier certaines fonctions métaboliques ou à corriger des handicaps.


Certaines de ces microstructures se retrouvent intégrées dans des micro-usines fonctionnelles, telles que des nanolaboratoires ou des MEMS (microelectromechanical systems). Les percées réalisées dans la mise au point de nouveaux médicaments à partir du décryptage du génome humain s'appuient sur une relation toujours plus étroite entre biologie et informatique. Le domaine désormais stratégique de la génomique apparaît, en fait, constitué de nombreux sous ensembles. La génomique serait impossible sans l'essor de la bioinformatique.

Les différentes approches de la bioinformatique mettent en jeu la recherche de gènes dans des bases de données (genome data mining), la protéomique, (application des techniques de la génomique à l'étude des protéines et de leurs fonctions), la génomique structurelle permettant d'analyser la structure tridimensionnelle des molécules codées par le génome, et enfin l'automatisation des moyens de cristallographie par rayons XLa puissance de ces outils conduit directement à la conception rationnelle de médicaments, à la définition de molécules actives fondée sur l'étude des structures des récepteurs, et bénéficient de la simulation sur ordinateur qui, grâce à la puissance des processeurs et à la taille des mémoires permet d'analyser les différents effets bénéfiques ou préjudiciables des nouvelles molécules en cours de tests.

L'importante quantité d'informations résultant des études de génomique et de protéomique, nécessitent la mise en œuvre de techniques puissantes d'analyse par des biopuces dont les informations sont lues par des systèmes robotisés, tels que le système Zeus utilisé par la société Millenium. Afin d'illustrer de manière concrète les applications et les débouchés de ces nouvelles technologies dans le domaine du médicament ou de tests diagnostiques, il paraît opportun de donner un certain nombre d'exemples.