Agir au milliardième

"There is plenty of room at the bottom." Enoncée en 1959 par le physicienphysicien américain Richard FeynmanRichard Feynman (qui décrocha un Prix Nobel en 1965), cette boutade prémonitoire signifiait que logiquement rien - sinon l'absence d'outils adéquats - n'empêcherait un jour les scientifiques de travailler directement à l'échelle même des atomes. Et que ce jour serait une révolution, car on sortirait ainsi de la physique classique pour entrer dans un univers régi par les logiques singulières des lois quantiques. Depuis une dizaine d'années, le préfixe "nano" caractérise les démarches qui - dans de nombreux domaines - étudient et manipulent la matière à l'échelle atomique.

Les instruments adéquats commencèrent à apparaître dans les années 80 avec l'invention, par des chercheurs de Zurich, d'une nouvelle famille de microscopesmicroscopes 1 permettant tout à la fois d'observer et de manipuler les atomes un à un. D'abord cantonnés aux laboratoires de physique, ces outils se sont répandus dans d'autres disciplines. Peu à peu s'est ainsi forgé, à partir de 1995, le double concept des nanosciences et des nanotechnologiesnanotechnologies, en référence au nanomètre. Cette unité de longueur équivaut à un milliardième de mètre, à savoir l'intervalle occupé par une dizaine d'atomes de taille moyenne.

Le temps du nano-engouement

Depuis une décennie, un envahissant "nano-engouement" s'est emparé du monde de la recherche. De colloques en revues et de séminaires en brevets, ce préfixe s'infiltre partout. Il se décline désormais en une multiplication croissante de néologismes en tous genres - nanoparticulesnanoparticules, nanomachinesnanomachines, nanomatériaux, nanoélectronique, nanochimie, nanobiotechnologies, nanomédecine, etc. Tous ceux-ci désignent des démarches étudiant et manipulant la matière, vivante ou inanimée, à l'échelle atomique. Ces approches sont présentées comme révolutionnaires dans les sciences et les technologies dont les applicationsapplications bouleverseront aussi notre quotidien. "Les nanotechnologies s'annoncent capables de stimuler la croissance économique en créant de nouveaux produits qui amélioreront la qualité de la vie dans quasi tous les domaines", estime Renzo Tomellini, de l'Unité nanosciences et nanotechnologies de la Direction générale de la Recherche (Commission européenne) 2

Pourquoi ce cap mis sur le nanomonde et son nouveau vocabulaire a-t-il une telle résonancerésonance à l'heure actuelle ? Les réponses varient selon les disciplines. Dans le domaine de la physique ou de la chimiechimie, par exemple, il est clair que les propriétés usuelles des matériaux, comme leur conductivitéconductivité ou leur point de fusionfusion, changent à l'échelle nanométrique, où elles deviennent régies par les lois quantiques. Ce changement d'échelle a d'importantes conséquences pratiques. Exemple : les transistors, dont la miniaturisation se heurtera d'ici quelques années à une limite physique (celle de la taille des atomes de siliciumsilicium) en dessous de laquelle il ne sera plus possible de descendre.

L'électronique devra alors être repensée en termes quantiques, ce qui constitue un immense chantier scientifique. Autre exemple: la chimie ou la science des matériaux, qui voient s'ouvrir des perspectives inédites de conception de nouvelles formes de matière en assemblant des moléculesmolécules une à une.

Enthousiasme et prudence en biologie

Et en biologie ? Sur ce point, les avis ne sont pas nécessairement unanimes. "Oui, soutient Kees Eijkel, de l'université de Twente (Pays-Bas), l'approche nano est révolutionnaire parce qu'elle permet de penser le vivant comme un système nanotechnologique très complexe construit par une série de processus d'auto-assemblage." Plus réticent, Rogério Gaspar, de l'université de Coimbra (Portugal), considère que "les nanotechnologies ne font que reprendre des approches anciennes à une échelle plus petite". Et quand on lui pose la question, Shimshon Belkin, de l'université hébraïque de Jérusalem, s'en sort par une pirouette : "J'ai appris la microbiologie à l'université et on me dit que je fais à présent de la nanobiologie. Ce changement de préfixe est-il une promotion ?"

Il y a cependant un point sur lequel une majorité de chercheurs s'accorde : l'intérêt des conséquences médicales à attendre, qu'il y ait ou non un changement de paradigme scientifique. Certes, la "modestie" reste de mise face à certaines annonces risquant de susciter bien des déceptions. "En permettant la rencontre de technologies jusqu'à présent distinctes, les nanotechnologies promettent des progrès spectaculaires dans le domaine de la détection précoce des tumeurstumeurs et de la thérapiethérapie du cancercancer", soutient Mauro Ferrari, chargé des nanotechnologies au National Cancer Institute (USA), qui s'est fixé pour objectif de juguler la mortalité due au cancer "d'ici à 2015".

On se souvient que le président américain Richard Nixon avait, de même, annoncé qu'il serait éradiqué dans vingt ans... en 1971. Les biologistes des années 1980 promettaient également un peu vite l'avènement de la thérapie géniquethérapie génique pour l'an 2000. L'année mythique est derrière nous et cette technique, certes prometteuse, reste au stade de projets de recherche. "La confusion entre la réalité des nanotechnologies (à court terme), leurs potentialités (à moyen et long termes), et la science-fiction est très répandue", explique Gian Carlo Delgado Ramos, de l'université autonome de Barcelone, qui ajoute subtilement "et sans doute pas seulement dans le grand public".

Prospectives réalistes

On peut cependant se risquer à quelques prospectives quant aux avancées les plus réalistes en matière de développement de la nanomédecine. C'est à cet exercice que se sont attachées cette année deux initiatives conjointes soutenues par la Commission européenne.

Il s'agit, d'une part, de la constitution d'une nouvelle Plate-forme technologique Nanomédecine. Cet aréopage de quelque 40 experts ancrés dans la recherche académique et industrielle a présenté, en septembre 2005, sa Vision 2020 des bouleversements à attendre.

L'argument central de cette prévision repose sur la conviction que les nanotechnologies permettront à l'avenir "de pratiquer des actions de réparation complexes au niveau cellulaire à l'intérieur du corps humain", parce que "les nanostructures artificielles ont la propriété unique, du fait de leur taille, de pouvoir interagir avec les biomolécules à la fois à la surface et à l'intérieur de la cellule". Partant de ce constat, ces spécialistes prévoient des développements qui concerneront principalement trois domaines : le diagnosticdiagnostic (incluant l'imagerie), la libération ciblée et contrôlée de médicaments dans les organes malades et, enfin, la médecine régénérativemédecine régénérative.

Ce sont également ces trois thèmes qui, d'autre part, ont été au centre de la troisième édition annuelleannuelle de l'EuroNanoForum, dont les assises se sont tenues, également en septembre, à Edimbourg (Ecosse).

Dans un contexte où les économies des pays développés sont toutes confrontées à la hausse de leurs dépenses de santé, liée au vieillissement des populations, on comprend sans peine que la nanomédecine soit considérée comme un enjeu majeur de santé publique, un dossier décisif pour les décideurs de la politique de la recherche et un marché stratégique pour l'industrie pharmaceutique.

1 Les microscopes à force atomiquemicroscopes à force atomique et les microscopes à balayage à effet tunneleffet tunnel.
2 Toutes les citations contenues dans ce dossier ont été collectées à la Conférence EuroNanoForum 2005, tenue au début septembre 2005.