Ben Feringa, prix Nobel de chimie : « Une seule cellule est plus complexe qu’une ville entière » | Science

Ben Feringa fabrique les plus petites machines au monde. Ce sont des véhicules propulsés par des hélices ou qui se déplacent sur quatre roues environ mille fois plus petites que le diamètre d’un cheveu. Dans ce monde nanométrique, les lois de la gravité n’ont plus d’importance et des phénomènes étonnants peuvent être obtenus en suivant uniquement les lois de la chimie.

En 2016, Feringa a remporté le prix Nobel de chimie aux côtés du Français Jean-Pierre Sauvage et du Britannique Fraser Stoddart pour la conception et la production de ces « machines moléculaires » qui prédisaient une révolution. comparable à l’industriel. L’objectif de ce chimiste charismatique de l’Université de Groningue (Pays-Bas) est qu’un jour les nanomachines puissent pénétrer dans le corps humain et délivrer des médicaments là où ils sont nécessaires, créant ainsi des plastiques et des matériaux véritablement recyclables, capables de se réparer eux-mêmes. Feringa (Barger-Compascuum, Pays-Bas, 73 ans) s’est rendu à Madrid pour donner une conférence à la Fondation Ramón Areces de Madrid, où il offre cette interview à EL PAÍS.

Demander. Dans ses conférences, il demande généralement au public où, selon lui, se trouvent les éléments chimiques les plus différents, dans un téléphone portable ou dans le corps humain. Pourquoi ?

Répondre. Notre corps est probablement la chose la plus complexe que nous connaissions. Même une seule cellule est plus complexe qu’une ville entière comme Madrid. Quand on regarde combien d’éléments chimiques il y a dans le corps, combien de molécules, y compris celles qui composent l’ADN qui fabrique les protéines, on arrive à un nombre assez petit. D’un autre côté, les choses que fabriquent les humains atteignent des niveaux de complexité importants. C’est donc vrai : il y a plus d’éléments chimiques différents dans un téléphone portable que dans le corps humain, mais cela ne veut pas dire qu’il est plus complexe. Ici, je vois un message fantastique de Mère Nature : on peut faire beaucoup avec quelques pièces de base, si on sait comment le faire. C’est exactement ce que nous essayons d’apprendre. C’est la beauté de la science.

P. De quoi sont capables les nanomachines aujourd’hui ?

R. Ils sont encore quelque peu primitifs et il est difficile de les améliorer, mais après huit années de travail, nous disposons déjà de moteurs moléculaires et d’interrupteurs capables de percer des trous dans les cellules cancéreuses. Cela nous permet de leur injecter de la drogue. Notre intention est de développer des médicaments intelligents. Nous pouvons également utiliser ces moteurs pour construire des surfaces qui répondent aux stimuli. Ils serviraient à fabriquer des fenêtres qui se nettoient toutes seules, ou qui isolent du froid ou de la chaleur selon la lumière et la période de l’année. Nous créons également des muscles artificiels et des matériaux capables de se réparer. L’un de nos défis est de fabriquer des plastiques qui peuvent être recyclés très facilement, en leur appliquant de la lumière ou de l’électricité.

P. Uniquement avec la lumière ?

R. Oui, nous travaillons également avec des produits photopharmaceutiques. Ce sont des composés qui ont deux positions : marche et arrêt. Le but ici est de faire des thérapies de précision. Imaginez que vous avez une infection localisée. Nous activons l’antibiotique avec la lumière et évitons les effets négatifs de ces médicaments sur les microbes bénéfiques de votre intestin. Après 24 heures, le médicament est à nouveau désactivé afin de ne pas favoriser une résistance croissante aux antibiotiques. La même chose s’applique au cancer. On pourrait traiter les petites tumeurs non opérables et éviter les effets secondaires de la chimiothérapie.

P. À quel stade de développement en sont-ils ?

R. Nous allons commencer les tests précliniques sur les animaux. La clé était que jusqu’à présent, un type de lumière nocive, comme l’ultraviolet, était utilisé. Nous avons désormais montré que la lumière infrarouge, inoffensive et capable de pénétrer profondément dans les tissus, est également utile pour activer ces interrupteurs moléculaires.

P. Quand pensez-vous que les nanomachines médicales deviendront une réalité ?

R. C’est la grande question. Les batteries sur lesquelles reposent les voitures électriques actuelles ont par exemple été développées dans les années 1980. Cela peut prendre 20 ans. Mais contrairement à mes débuts, il y a désormais de nombreuses équipes qui travaillent en même temps dans ce domaine, donc je suis convaincu que cela viendra. Ce n’est pas que dans deux décennies notre corps sera rempli de nanomachines, mais elles auront une utilisation similaire à celle des prothèses actuelles, comme les prothèses de hanche, ou comme capteurs de l’état de votre corps installés dans la peau.

P. Vous dites que les nanomachines peuvent aussi nous aider à comprendre comment la vie est née.

R. C’est la plus grande question qui soit : d’où venons-nous ? Comment quelques molécules se sont-elles réunies pour former une cellule primitive capable de se répliquer, dotée d’un métabolisme et dans laquelle le mouvement existait déjà ? C’est grâce aux machines moléculaires équipées de moteurs que la biologie elle-même a dû inventer pour transporter l’énergie et d’autres ressources d’un endroit à un autre. Les bactéries les plus simples avaient déjà la capacité de se déplacer pour trouver de la nourriture. Le mouvement est apparu très tôt dans l’évolution. C’est pourquoi les nanomachines que nous concevons peuvent nous aider à comprendre comment la vie est apparue et a évolué.

P. Cette année, les prix Nobel de physique et de chimie ont été décernés à des experts en intelligence artificielle (IA). Vous dites que l’IA ne fait pas d’erreurs comme les humains, et c’est là son grand défaut.

R. L’échec est fondamental dans la recherche scientifique. Vous apprenez toujours quelque chose d’une expérience qui ne s’est pas déroulée comme vous l’espériez. Il est possible que l’IA puisse nous aider à abandonner des expériences, par exemple en choisissant les 50 plus intéressantes parmi des milliers de possibilités, mais cela n’exclut pas que certaines de celles sélectionnées échouent, et en fait c’est important. Une façon d’améliorer l’IA serait de lui donner la possibilité de commettre des erreurs et de réessayer avec une stratégie différente. L’intelligence artificielle et la robotisation des laboratoires vont changer la science pour toujours, mais je crois qu’en fin de compte, nous aurons toujours besoin du facteur humain et de sa créativité. Nous devons également être très critiques. Les résultats qu’offre désormais l’IA sont aussi bons que la qualité des données que nous fournissons au départ, qui sont souvent médiocres ou très hétérogènes. C’est pourquoi nous constatons d’énormes écarts dans les résultats. Cela peut nous conduire à une façon de faire de la science trompeuse.

P. Vous venez d’un grande famille de parents paysans. Il parle souvent de « Mère Nature » et de la façon dont les nanomachines peuvent nous montrer l’origine de la vie. Pensez-vous qu’il y a une place pour Dieu dans tout cela ?

R. J’ai grandi dans une famille catholique. Mais en tant que scientifique, il est difficile de dire que quelque chose s’est produit grâce à l’œuvre de Dieu. Je crois que la chimie et la biologie peuvent expliquer tout ce qui se passe dans nos cellules, dans notre corps. Mais en même temps, je ne dirais pas que c’est tout. Nous pouvons expliquer la pensée humaine, les sentiments, l’amour, la conscience humaine par l’action des hormones et autres molécules et impulsions électriques, par la chimie. Mais il y a toujours quelque chose de plus. Pour moi, peut-être que Dieu est toutes les bonnes choses qui se passent entre les humains et que nous ne pouvons pas expliquer avec des mots. Pourquoi nous apprécions-nous, pourquoi nous aimons-nous ? C’est un mystère.

P. Est-il vrai que la série télévisée Les Simpson prédit qu’il remporterait le prix Nobel ?

R. En 2011, un collègue de l’Université de l’Illinois (États-Unis) m’a appelé et m’a dit qu’il figurait parmi les favoris pour remporter le prix Nobel en Les Simpson. William Moerner de l’Université de Stanford est également apparu. Je pense que c’était mardi soir, juste la semaine avant la remise des prix Nobel. Le lendemain, mes élèves me reçurent avec la même nouvelle. Je leur ai dit que pour un humble chercheur de l’Université de Groningen, apparaître à la télévision américaine était la plus grande réussite à laquelle il pouvait aspirer ; Donc, s’ils me donnaient le prix Nobel, je n’aurais peut-être même pas à aller le chercher. Le fait est que j’ai remporté le prix cinq ans plus tard ! Et Moerner l’avait gagné deux ans plus tôt. Je n’ai aucune idée de comment ils ont fait, mais c’était une prédiction fantastique.