La découverte d’un disque de galaxies naines autour de la galaxie d’Andromède, galaxie géante la plus proche de nous, par une équipe internationale de chercheurs dont deux strasbourgeois et un adolescent, a suscité récemment un emballement médiatique. Mais quels sont les enjeux réels de ces résultats publiés dans Nature¹ ?

La présence de nombreuses galaxies naines autour de grandes galaxies, comme celle d'Andromède ou notre propre Voie Lactée, est connue depuis longtemps : de petites galaxies n'ayant pas encore été dévorées par leurs encombrantes voisines, et que les astronomes imaginaient indépendantes les unes des autres. « Notre étude révèle qu’en fait, autour de la galaxie d’Andromède, la majorité d’entre elles sont organisées en une gigantesque structure aplatie de plus d'un million d'années-lumière de long, en rotation sur elle-même² », résume Nicolas Martin, chargé de recherche à l’Observatoire astronomique de Strasbourg. L’observation d’un tel disque implique que ces galaxies naines ont un mouvement cohérent entre elles et non des mouvements aléatoires similaires à ceux d'un nuage de moustiques. Cette découverte questionne les théories actuelles de formation des galaxies qui prévoient que celles-ci grandissent par l'absorption successives de nombreuses galaxies naines composées de matière noire, d'étoiles et de gaz, et aux mouvements aléatoires.

Un disque de galaxies naines questionne les théories de formation des galaxies 

Pour aboutir à cette découverte majeure, Nicolas Martin et Rodrigo Ibata, ainsi que leurs collègues travaillent depuis plusieurs années à l’analyse de relevés effectués par deux télescopes : le télescope Canada-France-Hawaï ainsi que le télescope américain Keck. « Dès 2004, nous avons identifié les premières galaxies naines autour d’Andromède, c’était déjà une première grande découverte », souligne Nicolas. En effet, chercher une galaxie naine de la galaxie d’Andromède à partir d’une vue du ciel revient à chercher une aiguille dans une botte de foin même pour un astronome ! Imaginez une myriade de points lumineux représentant des millions d’étoiles, d’amas d’étoiles, etc. entre la Terre et Andromède. Pour identifier ces galaxies naines parmi les amas d’étoiles d’Andromède, il a fallu construire des algorithmes optimisés, à partir de paramètres précis qui les caractérisent. Ainsi, les chercheurs ont utilisé une nouvelle technique qui consiste à étudier de façon simultanée la brillance et la position des étoiles dans les galaxies naines, ainsi que des modèles de distribution de luminosité des étoiles dans ces galaxies.
Aujourd’hui, 27 galaxies naines ont été recensées dont 13 situées dans un même plan. « Ces nouveaux résultats issus d’observations plus fines nous permettront d’avoir une meilleure compréhension du système global et des mécanismes de formation des galaxies ». En effet, si les théories cosmologiques et le Big bang permettent de comprendre la formation des galaxies à grande échelle, elles ont du mal à expliquer les détails de la formation des galaxies naines. « Toutefois, si nos résultats suscitent des interrogations, nous avons encore beaucoup de travail avant de pouvoir prétendre que nos résultats remettent définitivement en cause les modèles actuels », conclut le chercheur. L’objectif des mois et des années à venir est maintenant de caractériser chacune des galaxies identifiées toujours dans l’optique de mieux comprendre notre Univers.

Anne-Isabelle Bischoff

Le professeur Luisa De Cola a rejoint l’Université de Strasbourg en octobre 2012. Porteuse de la chaire Axa-Université de Strasbourg en chimie supramoléculaire au sein de l’Isis¹, elle s’intéresse, avec son équipe², aux matériaux. D’abord axées sur l’électroluminescence, ses recherches s’orientent aujourd’hui aussi vers les applications médicales de la chimie supramoléculaire.

« Strasbourg offre un environnement scientifique d’excellence stimulant et excitant », confie Luisa De Cola. La chercheuse, d’origine italienne, est arrivée dans la capitale alsacienne il y a trois mois pour tenir la chaire Axa-Université de Strasbourg en chimie supramoléculaire.
Depuis toujours, elle s’intéresse aux matériaux. Avant de rejoindre l’Université de Strasbourg, Luisa De Cola menait des recherches sur l’électroluminescence³. « L’idée consiste à développer un matériau émettant de la lumière, par exemple à base de plastique, pour remplacer nos néons, nos lampes, et ainsi réduire la consommation d’énergie », explique-t-elle.
Mais cet axe de recherche pourrait aussi avoir une application médicale notamment pour les maladies de peau comme le psoriasis, l’acné ou la jaunisse du nourrisson qui nécessitent des traitements par la lumière. « Actuellement, les personnes atteintes de ces pathologies doivent se rendre à l’hôpital pour être traitées avec des lampes au mercure souvent ; il s’agirait alors de développer une sorte de pansement ou de bandage électroluminescent que l’on appliquerait la nuit pour irradier les zones à traiter », imagine Luisa De Cola.

Combiner pour créer

Si cet axe de recherche lui tient particulièrement à cœur, le professeur De Cola se penche dorénavant aussi sur la chimie supramoléculaire et ses applications thérapeutiques. Cette branche de la chimie consiste à combiner des molécules pour créer des nouveaux systèmes plus complexes avec de nouvelles fonctions ou propriétés. « Prenons l’exemple des Lego®. Chaque brique a sa forme, sa couleur ; mises ensemble, on peut en faire une maison, une voiture etc. C’est pareil pour les molécules», illustre le professeur De Cola.
Les découvertes de son laboratoire devraient, dans un premier temps, permettre de faire avancer la lutte contre les maladies liées à l’allongement de la durée de vie que ce soit par l’amélioration du diagnostic, du traitement ou de l’imagerie médicale. La méthode consiste donc à concevoir et synthétiser des systèmes complexes composés par auto-assemblages et grâce à des nano-conteneurs puis à tester leur activité éventuelle sur des cibles comme le cancer, la maladie d’Alzheimer, les maladies auto-immunes etc.  « Dans l’idéal, il s’agit de combiner l’imagerie à la thérapie, soit rendre visible le problème avec l’imagerie et utiliser un matériau qui puisse cibler l’organe touché pour tuer ou réparer les cellules malades », développe Luisa De Cola. 

Éviter les inflammations 

Mais cette discipline peut aussi s’appliquer à la médecine. « Actuellement, lorsqu’il faut réparer ou remplacer un os ou un organe, nous avons recours aux prothèses, processus qui déclenche souvent des inflammations », explique-t-elle. Son équipe cherche donc à créer des interfaces entre le naturel et l’artificiel pour les éviter. « Il s’agirait de trouver un matériau pour recouvrir ces éléments artificiels avant de les transplanter. »
Le don du Fonds Axa pour la recherche permettra à Luisa De Cola et son équipe d’explorer ces nouvelles applications de la chimie supramoléculaire. Mais la chercheuse tient à préciser, qu’outre le soutien financier, cette chaire va lui permettre d’« aider les personnes qui se lancent dans la recherche, d’interagir avec les autres disciplines, de faire émerger de nouveaux sujets et ainsi contribuer aux progrès de la science pour tous ».

Anne-Isabelle Bischoff et Floriane Andrey

La similarité structurale entre les nanotubes de carbone, cylindres composés d’un feuillet de graphène¹replié sur lui-même ou enroulé en plusieurs couches concentriques, et les fibres d’amiante, a généré de sérieuses préoccupations quant à leur potentielle toxicité. Ceci a conduit à proposer de stopper l’utilisation de ces nanomatériaux pour différentes applications, y compris dans le domaine biomédical.
L’étude² menée notamment par l’équipe d’Alberto Bianco au sein du Laboratoire d’Immunopathologie et chimie thérapeutique (UPR 3572) à Strasbourg, vient de montrer que la réactivité similaire à l’amiante et la pathogénicité qui ont été décrites pour ces longs nanotubes peuvent être totalement atténuées grâce à une fonctionnalisation chimique adéquate. Celle-ci permet de les désagréger et ainsi de réduire de manière significative leur longueur qui est à l’origine de cette toxicité. C’est l’individualisation des nanotubes qui réduit significativement leur longueur et qui les transforme ainsi en nanomatériaux non-toxiques. Ce résultat fait renaître l’espoir de pouvoir un jour utiliser des nanotubes de carbone fonctionnalisés pour des applications en thérapie, imagerie et/ou diagnostic.