Ces 12 découvertes scientifiques qui auront marqué 2023

Alors que l’année 2023 touche à sa fin, Knowable Magazine a revu ses articles et interrogé les membres du comité de rédaction des 51 revues universitaires – couvrant la chimie analytique jusqu’à la science de la vision – publiées par la société mère de Knowable, Annual Reviews. Des bonnes aux mauvaises nouvelles, des nouveaux vaccins aux insectes envahisseurs, cette année nous a laissé beaucoup de matière à réflexion. Nous présentons ici 12 développements dignes d’intérêt de 2023.

Des réussites porteuses d'espoir

Dans la foulée de la réussite du vaccin Covid-19 (y compris les vaccins mis à jour ciblant les sous-variants d'Omicron à évolution rapide), 2023 a été le théâtre du feu vert pour plusieurs nouveaux vaccins vitaux. Abrysvo et Arexvy, les premiers vaccins contre le virus respiratoire syncytial (VRS), un virus semblable au rhume qui peut être dangereux pour les personnes âgées ou les jeunes, sont désormais disponibles aux États-Unis et dans d'autres pays. L’Organisation Mondiale de la Santé a recommandé un deuxième vaccin contre le paludisme, R21, après le RTS,S en 2021. Le RTS,S a déjà été administré à près de 2 millions d’enfants en Afrique ; le nouveau vaccin coûte environ la moitié du prix du vaccin initial.

Ce double coup contre le paludisme est une « énorme victoire » pour les enfants, déclare Matthew Laurens, spécialiste des maladies infectieuses pédiatriques à la faculté de médecine de l’Université du Maryland à Baltimore, qui a écrit sur les vaccins contre le paludisme dans un article de 2022 pour Knowable. « Comme pour le Covid-19, nous avons besoin de plusieurs vaccins contre le paludisme si nous voulons réussir à combattre cette maladie mortelle. » 

Une intelligence effrayante

L’intelligence artificielle (IA) a été l’un des événements les plus marquants de l’année. Le robot conversationnel ChatGPT de la société technologique de San Francisco OpenAI, lancé pour la première fois en novembre 2022, comptait plus de 100 millions d'utilisateurs mensuels en janvier 2023. Les gens étaient à la fois impressionnés et consternés par la capacité de l'IA basée sur l'apprentissage en profondeur (une technique inspirée du cerveau humain) pour tout écrire, de la poésie aux essais scolaires ou universitaires et aux documents de recherche. "En termes d'intérêt public, je n'ai rien vu de tel au cours de mes 30 ans de carrière", déclare Colin Phillips, psycholinguiste à l'Université du Maryland et co-éditeur de l'Annual Review of Linguistics.

L’amélioration rapide de l’IA a amené les gouvernements, les scientifiques et les consommateurs à se demander comment exploiter au mieux ses capacités et se prémunir contre son utilisation abusive, y compris les deepfakes qui sont désormais présents dans les escroqueries et la propagande. Les dirigeants internationaux ont convenu de travailler ensemble pour guider la technologie lors du Sommet sur la sécurité de l’IA au Royaume-Uni en novembre – dans l’espoir de mettre en place des réglementations avant que les ordinateurs ne deviennent plus intelligents que les humains.

Temps sauvage

Les reportages faisant état de records de chaleur battus commencent à ressembler à des records battus. Mais 2023 a vraiment été une année exceptionnelle : la planète a connu son année la plus chaude jamais enregistrée. En octobre, il faisait environ 1,4 degrés Celsius de plus que la moyenne de 1850 à 1900, dépassant les plus gros coups de chaleur supérieurs à la moyenne d'environ 1,3 degrés Celsius en 2020 et 2016. 

Cette chaleur extrême de 2023 résulte à la fois des tendances du changement climatique à long terme et du phénomène El Niño de l’année, un phénomène climatique naturel qui, dans l’ensemble, tend à réchauffer le monde. Ce fut l’été le plus chaud depuis le début de la tenue des registres en 1880, et septembre fut de loin le mois le plus étrangement chaud jamais vu. Il a été démontré que ces tendances jouent un rôle dans une grande partie des conditions météorologiques intenses et destructrices de 2023, des incendies de forêt au Canada aux inondations en Libye. Les chercheurs soupçonnent que la planète atteindra un réchauffement moyen à long terme de 1,5 °C – un objectif de réchauffement maximal communément cité – au début des années 2030. 

« Le changement climatique ne concerne plus nos petits-enfants ou les ours polaires : il est présent et affecte désormais tout le monde, partout sur la planète, mais il est particulièrement dévastateur pour les pauvres », déclare Diana Ürge-Vorsatz, spécialiste de l'environnement et experte du climat à l'Institut d'Europe centrale et vice-présidente du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat. Ürge-Vorsatz a co-écrit un éditorial appelant à une action contre les crises environnementales dans le volume 2022 de la Revue annuelle de l'environnement, pour laquelle elle est membre du comité. 

Le tout électrique pour mettre fin aux émissions

En décembre, les délégués à la Convention des Nations Unies sur les changements climatiques ont discuté du premier inventaire officiel de nos actions pour lutter contre le réchauffement climatique. Le « bilan mondial » a conclu que même si le monde fait des progrès et qu’il sera possible d’atteindre l’objectif de Paris de limiter le réchauffement climatique à 2 degrés Celsius, les dirigeants devront accélérer leurs actions pour y parvenir.

Pour l’instant, la production de combustibles fossiles reste trop élevée pour atteindre les objectifs climatiques. Mais un rapport de Climate Analytics indique qu’il y a 70 % de chances que les émissions de gaz à effet de serre diminuent en 2024, faisant de 2023 l’année du « pic ». Bien entendu, s’éloigner des combustibles fossiles signifie accroître les sources d’énergie alternatives. Les énergies renouvelables montent en flèche, notamment le solaire, particulièrement en Chine. « Les prix ont chuté et la pénétration a augmenté au-delà de toutes les prévisions », explique Ürge-Vorsatz à propos des énergies renouvelables. "Au premier semestre 2023, plusieurs pays ont produit plus des trois quarts de leur électricité à partir de formes d'énergie renouvelables dépendantes des conditions météorologiques, ce qui est encore souvent considéré comme impossible par de nombreux experts." Lors de la réunion de l’ONU en décembre, les nations se sont engagées à tripler la capacité d’énergie renouvelable de la planète d’ici 2030.

Les nouvelles batteries en cours de développement seront également utiles : 2023 a vu une percée en laboratoire dans le développement de batteries « lithium-air ». Pendant ce temps, les chercheurs notent certains signes d’espoir selon lesquels la fusion nucléaire pourrait un jour devenir réalisable. La National Ignition Facility, un dispositif expérimental de fusion laser du Lawrence Livermore National Laboratory en Californie, a produit un peu plus d’énergie qu’elle n’en a consommé, quatre fois au total depuis décembre 2022.

Festin de fantaisie

À mesure que la population mondiale augmente, la recherche d’aliments alternatifs riches en protéines qui pourraient imiter les plaisirs sensoriels de la viande sans les problèmes environnementaux liés à la déforestation, aux émissions de gaz à effet de serre et bien plus encore se poursuit. Une option désormais dans les assiettes américaines est la viande cultivée en laboratoire, qui a été approuvée par les régulateurs en juin 2023, faisant des États-Unis le deuxième pays à commercialiser la « viande cellulaire ». Pendant ce temps, les entreprises recherchent également des moyens toujours meilleurs de fabriquer des aliments riches en protéines à partir de tout, des insectes aux champignons filamenteux en passant par les microbes capables de convertir l'air et l'hydrogène en aliments comestibles.

C’est passionnant de voir la viande cultivée en laboratoire arriver enfin sur le marché, déclare Julian McClements, scientifique en alimentation à l’Université du Massachusetts à Amherst et rédacteur en chef de l’Annual Review of Food Science and Technology, qui a écrit sur les aliments à base de plantes de nouvelle génération. Selon lui, le développement de cette technologie « a le potentiel de créer un approvisionnement alimentaire plus sain, plus durable et plus éthique ». Dans le même temps, de nombreux experts en nutrition tirent la sonnette d’alarme sur les aliments ultra-transformés et les aliments riches en sucres, sels et graisses pour les rendre plus désirables. Une autre option plus durable et plus saine par rapport à l’alimentation mondiale actuelle serait de simplement manger plus de plantes.

Cartes corporelles

Les efforts visant à mieux comprendre le corps humain en matière de santé et de maladie se sont intensifiés cette année avec plusieurs projets visant à cartographier les organes vitaux et à améliorer la diversité des ensembles de données médicales. «C'est vraiment une période passionnante», déclare Sarah Teichmann, co-responsable de l'initiative Human Cell Atlas et membre du comité éditorial de la Revue annuelle de la génomique et de la génétique humaine.

En juin, les chercheurs ont dévoilé un atlas complet du poumon, compilé à partir d’études portant sur 2,4 millions de cellules chez 486 personnes et mettant en évidence les caractéristiques cellulaires courantes dans le cancer et le Covid-19. En octobre, le plus grand atlas du cerveau à ce jour a été publié, comprenant plus de 3 000 types de cellules, dont certains sont nouveaux pour la science. Les chercheurs intensifient également leurs efforts pour séquencer et étudier les génomes d’un nombre croissant de personnes sur cette planète, dans l’espoir d’éloigner les ensembles de données médicales d’un préjugé courant et commun en faveur des hommes d’origine européenne. En octobre, un plan a été lancé pour créer la plus grande base de données de génomes de personnes d’ascendance africaine. Tous ces efforts « pourraient contribuer à une démocratisation mondiale des soins de santé à l’avenir », estime Teichmann.

Vagues de l'océan

Pour les océans en 2023, « c’était le meilleur des temps, c’était le pire des temps », déclare Nancy Knowlton, biologiste marine au Smithsonian National Museum of Natural History à Washington, qui a écrit sur les raisons d’être optimiste quant à la situation de la santé des océans dans la Revue annuelle 2021 des sciences marines. D’une part, les océans mondiaux assiégés ont atteint une température record en avril et en août (vers la fin de la saison estivale pour le sud et le nord du monde, respectivement), avec « des mers aussi chaudes qu’un bain à remous », explique Knowlton. D’un autre côté, dit-elle, 2023 a vu « des mesures majeures prises pour inverser la trajectoire du déclin des océans ».

Cela comprend un traité sur la haute mer, conclu en mars après des années d'efforts, pour assurer une meilleure surveillance des eaux internationales. Le traité prévoit des moyens de partager les bénéfices des ressources génétiques extraites des profondeurs et de créer des zones marines protégées loin des côtes nationales. Entre-temps, des progrès ont été réalisés sur un traité distinct visant à éliminer la pollution plastique, y compris les plastiques à usage unique qui ravagent les environnements marins. Ce traité, prévu pour 2024, pourrait limiter la production de plastique, mieux réglementer le recyclage et promouvoir des matériaux plus durables et plus sains, comme les bioplastiques ou de nouvelles utilisations du bois.

Insectes envahisseurs

Les insectes à l'honneur cette année étaient les punaises de lit, qui ont ravagé Paris d'abord (pendant la Fashion Week) puis l'Asie. Mais les problèmes des punaises vont bien au-delà ; une multitude de nuisibles bien plus dommageables sont également en mouvement, dévastant les cultures et les forêts du monde entier. En septembre, un rapport de la Plateforme intergouvernementale scientifique et politique sur la biodiversité et les services écosystémiques (IPBES) a indiqué que les espèces exotiques envahissantes, notamment les insectes, sont un facteur majeur dans 60 % des extinctions d’espèces. Mais tandis que les parasites se propagent et deviennent eux-mêmes nuisibles, il existe un problème parallèle de déclin des insectes (parfois appelé « l’apocalypse des insectes »), bien que les chiffres soient encore rares pour documenter l’effondrement des 5,5 millions d’espèces d’insectes que compte notre planète.

« Les insectes ne sont pas facultatifs ; ce sont les petites choses qui dirigent le monde et s’ils disparaissaient, les humains ne dureraient que quelques mois », déclare Doug Tallamy, entomologiste à l’Université du Delaware (lire son entretien de 2023 avec Knowable). Les chercheurs étudient de nouveaux angles de conservation des insectes, notamment en utilisant la génomique pour suivre et aider la capacité d’adaptation des insectes.

Technologie de transplantation

Les progrès des laboratoires sont porteurs d’espoir pour les personnes ayant besoin de greffes d’organes. Cette année, des chercheurs en médecine ont réussi pour la première fois à transplanter des organes préalablement congelés : dans une étude historique publiée en juin, des rats ont reçu avec succès des reins cryogéniquement congelés pendant 100 jours. Les chercheurs ont également fait de grands progrès dans l'exploration de l'utilisation médicale d'organes d'animaux : l'année dernière, un homme de 57 ans atteint d'une maladie cardiaque en phase terminale a survécu pendant deux mois après avoir reçu un cœur de porc. En 2023, des chercheurs ont rapporté qu’un singe avait survécu deux années étonnantes avec un rein de porc, en partie grâce à une modification génétique. 

«La transplantation d'organes me tient à cœur, car certains membres de ma famille ont reçu une greffe de rein», déclare Edgar Arriaga, membre du comité éditorial de l'Annual Review of Analytical Chemistry qui applique la chimie et l'ingénierie aux défis biomédicaux. Les nouveaux développements « apportent un regain d’optimisme à de nombreuses personnes dont le seul espoir de mener une vie normale est un organe fonctionnel ».

Atteindre les étoiles

L’Inde est devenue le quatrième pays à réussir à poser un atterrisseur sur la Lune, en grande pompe. Et la NASA a annoncé son équipage prévu pour le prochain voyage sur la Lune (qui aura lieu au plus tôt en 2024). L'équipage composé de quatre personnes comprend la première femme, la première personne de couleur et le premier non-Américain à se rendre sur la Lune. 

Pendant ce temps, les chercheurs qui étudient les étoiles bien au-delà de la Lune disposent désormais d’un meilleur mécanisme dans leur boîte à outils : un code qui, enfin, traite les étoiles comme des boules quelque peu aplaties, tournantes et évolutives qu’elles sont, plutôt que de supposer qu’elles sont des sphères parfaites. «Enfin, cet article propose de meilleurs modèles», déclare Conny Aerts, astrophysicien à la KU Leuven en Belgique et membre du comité de rédaction de la Revue annuelle d'astronomie et d'astrophysique. "Il s'agit d'une réalisation remarquable et d'une importance majeure pour l'astrophysique, car presque tout le monde dans notre domaine s'appuie sur des modèles stellaires."

Combattre la graisse

L’atlas 2023 de la Fédération mondiale de l’obésité prévoit que plus de la moitié de la population mondiale sera obèse ou en surpoids d’ici 2035 – mais de nouveaux médicaments efficaces émergent, basés sur une meilleure compréhension des hormones qui contrôlent le poids corporel. De nombreux médicaments amaigrissants précédents ciblaient les neurotransmetteurs tels que la noradrénaline pour atteindre les centres de satiété et de faim dans le cerveau. Une nouvelle stratégie cible plutôt l’hormone intestinale GLP-1 (peptide 1 de type glucagon), avec de nombreux avantages allant de la suppression de l’appétit au contrôle de la glycémie.

Le médicament ciblant le GLP-1, Wegovy, approuvé en 2021, s'est révélé très populaire pour la perte de poids, et cette année, une étude a montré qu'il pouvait également traiter les problèmes cardiaques chez certains patients. En novembre, un concurrent, Zepbound, a également été approuvé pour la perte de poids aux États-Unis. Ces développements devraient faire baisser le prix de ces médicaments injectables coûteux. «C'est vraiment une période passionnante et propice pour prendre soin des personnes atteintes d'obésité», écrivent les endocrinologues Ania Jastreboff et Robert Kushner dans un article abordant le sujet dans l'Annual Review of Medicine. 

Modification des gènes

En novembre, l’agence britannique de réglementation des médicaments est devenue la première au monde à approuver une thérapie utilisant l’édition génétique CRISPR – une biotechnologie révolutionnaire qui coupe l’ADN comme un scalpel moléculaire. Les États-Unis ont emboîté le pas en décembre. Le traitement, appelé Casgevy, aide les personnes souffrant de maladies causées par une production ou un fonctionnement défectueux de l'hémoglobine, notamment la drépanocytose. Le traitement commence par le retrait des cellules productrices de sang de la moelle osseuse des patients. Les cellules sont génétiquement modifiées en laboratoire afin qu’elles produisent de l’hémoglobine fœtale plutôt qu’adulte, puis réinfusées au patient.

"La révolution CRISPR est l'avancée la plus rapide en biomédecine que j'ai vue", déclare Donald Kohn, généticien médical à l'UCLA et co-auteur d'un récent aperçu de la thérapie génique dans l'Annual Review of Medicine. « Cette approbation n’est que la première d’une longue série de médicaments géniques à venir. » Des thérapies CRISPR sont également développées pour lutter contre les cancers, la cécité, le VIH, le diabète et bien plus encore.

Traduit et publié avec l'aimable autorisation de Knowable Magazine. L'article original est à retrouver ICI.