C’est la merveille du système solaire. Un rêve d’enfant projeté dans les étoiles : cette bille jaune minuscule auréolée d’un cerceau éclatant, lorsqu’elle est vue pour la première fois dans un petit télescope d’amateur, stupéfie et émerveille. Nombre d’astronomes vous confieront qu’ils ont découvert leur vocation en contemplant les anneaux de Saturne…
Les anneaux de Saturne sont connus depuis quatre siècles, et depuis quatre cents ans, les astronomes s’interrogent sur leur nature et leur origine. C’est la sonde américaine Cassini, qui les scrute sous tous les angles depuis douze ans, qui va probablement, à la fin spectaculaire de sa mission, en 2017, lever le voile sur les derniers mystères des anneaux de Saturne.
Leur nature ? On la connaît, désormais : ils sont constitués à 99 % de glace pure. Une patinoire immense, alors, tournerait autour de Saturne ? Non, bien sûr, la rotation d’un disque plein autour d’une planète est interdit par les lois de la gravitation universelle. Les anneaux de Saturne sont constitués de poussière de glace et de blocs de glace. Des glaçons, comme ceux que vous mettez dans vos verres à l’heure de l’apéritif, ou des blocs de 10, 20, 50 centimètres, éloignés les uns des autres de quelques dizaines de centimètres seulement. S’ils ne sont pas pleins, les anneaux de Saturne sont relativement denses, même si les étoiles peuvent être vues à travers ce disque diaphane.
La sonde Cassini a révélé l’extraordinaire complexité des anneaux de Saturne, perpétuellement modelés par le ballet des satellites de la planète géante, qui les confinent et les sculptent au gré de leurs marées gravitationnelles.
La finesse extrême des anneaux – une dizaine de mètres seulement, dans leur région la plus dense et la plus brillante, la circularité remarquable des trajectoires des milliards de milliards de particules qui les composent, sont probablement le signe d’un grand âge des anneaux, sculptés au fil des éons par une infinité ou presque de collisions qui leur confère aujourd’hui leur quasi perfection.

La plupart des chercheurs pensent que les anneaux de Saturne sont aussi âgés ou presque que la planète géante autour de laquelle ils tournent. Voici donc environ 4,5 milliards d’années, un satellite de glace trop proche de Saturne, déformé par les marées gravitationnelles de celle-ci, se serait brisé et aurait créé un disque de matière autour de la planète, avant de dessiner progressivement les anneaux que nous contemplons aujourd’hui.
Autre possibilité, les anneaux seraient simplement le reliquat du disque de matière entourant Saturne à sa naissance. Les anneaux de Saturne, en effet, si ils sont spectaculaires, ne sont uniques qu’en apparence : toutes les planètes géantes sont entourées d’anneaux, mais ceux de Jupiter, Uranus et Neptune, très peu lumineux et peu denses, sont invisibles au télescope…
Les astronomes, pour mieux comprendre l’origine, la structure, la composition et l’évolution des anneaux de Saturne, voudraient connaître leur masse totale. Celle-ci n’est qu’imprécisément évaluée aujourd’hui : d’après les données de Cassini, les immenses anneaux de Saturne – ils mesurent deux cent quatre vingt mille kilomètres de diamètre – ont une masse probablement un peu inférieure à celle du petit satellite Mimas, ce qui correspond à environ dix millions de milliards de tonnes, et à une sphère de glace de 300 kilomètres de diamètre.
La masse exacte des anneaux de Saturne sera connue à la fin de la mission Cassini, en septembre 2017, lorsque la sonde plongera entre les anneaux en nous offrant des images probablement extraordinaires de ce disque de glace, juste avant d’être engloutie par les nuages de la planète géante…
Serge Brunier

Il existe des dizaines de cancers différents, et chacun évolue différemment selon le patient touché. Telle est la dure réalité à laquelle sont confrontés les victimes de ce mal, leur famille, les médecins traitants et les biologistes.

Mais une nouvelle étude vient de démontrer que sous cette terrible variabilité, il existerait une constance modélisable par une formule mathématique relativement simple et déjà connue des physiciens. Elle permettrait de prédire véritablement l’évolution du cancer chez un patient, et ainsi de pouvoir mieux anticiper et personnaliser le traitement.

Cancer : le roi des variations et de l’inconstance

Globalement, un cancer résulte de la multiplication chaotique de cellules ayant muté et perdu leur capacité à “jouer le jeu” de l’organisme qui les habite, envahissant peu à peu celui-ci jusqu’à sa défaillance globale.

Néanmoins, cette description générale cache le véritable visage du cancer, à savoir son hétérogénéité absolue : une cellule cancéreuse n’est génétiquement identique à aucune autre, même à l’intérieur d’une même tumeur chez un patient. Cette variabilité a empêché jusqu’ici de pouvoir développer des traitements véritablement ciblés.

 La découverte d’un ordre derrière le chaos

Mais il arrive parfois que derrière un apparent chaos de formes il existe une forme d’ordre, comme l’ont découvert des chercheurs de l’Institute of Cancer Research et du Queen Mary University de Londres, en analysant une myriade de données sur les profils génétiques de tumeurs cancéreuses stockées d’une base de données spécialisée.

Dans leur étude publiée dans la revue Nature Genetics, ceux-ci ont montré, sur la base de 900 tumeurs de 14 types différents de cancer, que plusieurs d’entre eux – cancer du colon, des poumons, de l’estomac… – suivent une loi d’évolution unique qui permet d’anticiper, individuellement, comment et à quelle vitesse la tumeur cancéreuse d’un patient va muter et s’étendre.

 La loi de puissance

Selon les chercheurs, le profil génétique des cellules cancéreuses dans une tumeur, ou plutôt le profil des allèles (soit les différentes mutation d’un gène), suit un processus dit en “loi de puissance” : au cours des divisions successives à partir d’une cellule initiale, le taux d’accumulation de ces mutations est inversement proportionnel à leur fréquence d’apparition – dit plus simplement, elles apparaissent d’autant moins qu’elles accumulent beaucoup de variations.

L’intérêt de cette loi est qu’elle s’exprime par une formule mathématique bien précise dont les paramètres peuvent être quantitativement mesurés pour un patient donné en séquençant les gènes de cellules de sa tumeur, ce à plusieurs stades de son évolution – ce qui peut se faire durant les premiers stades du cancer, avant que celui-ci ne soit trop développé.

Identification des gènes pilotant l’extension de la tumeur

Une fois ces paramètres mesurés, la formule (ci-dessous) fournit aux médecins des connaissances essentielles : la vitesse d’expansion et le taux de mutation de la tumeur, et les principaux gènes responsables de cette évolution cancéreuse – identifiés ainsi parmi la multitude de gènes mutants qui n’ont pas de rôle dans cette évolution.

L’étonnant dans la loi de puissance, c’est qu’on la retrouve dans de nombreux phénomènes, naturels ou non, comme l‘évolution d’un tas de sable, le fonctionnement du cerveau, la dynamique des marchés boursiers, etc. Une loi liée à la théorie du chaos déterministe.

Concernant les patients, précisons que la formule, qui a été validée à partir des données analysées par les chercheurs, doit maintenant passer au prochain stade de validation et montrer son efficacité dans des tests sur des patients en cours de traitement en anticipant par exemple l’apparition de mutations résistantes au traitement.

–Román Ikonicoff

 

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• Vaccin anticancer, l’exploit de nos cellules immunitaires – S&V n°1170 (2015). Dans la lutte acharnée contre le fléau du cancer, de nouvelles armes se préparent, dont les vaccins anticancer qui permettraient au système immunitaire de détruire les cellules cancéreuses comme s’il s’agissait de bactéries. Les tests sont en cours…

• Comment sait-on qu’une substance doit être classée cancérigène ? — S&V n°1145 (2013). Des émissions des moteurs diesel aux pesticides, voici le très long processus d’évaluation du Circ pour établir leur classement.

• Régimes anticancer : peut-on y croire ? — S&V n°1120 (2011). Algues marines, choux, curcuma figurent au menu de régimes qui censés protéger du cancer. Problème : leurs prétendus effets bénéfiques ne sont tirés que de recherches isolées. Insuffisant.