Le chimiste néerlandais Ben Feringa, professeur à l'université de Groningue et l'un des trois lauréats du prix Nobel de Chimie 2016, a été interviewé par Eos l'an dernier lors de la remise du prix Solvay pour ses travaux pionniers.
Ses moteurs et machines moléculaires pourraient révolutionner la médecine avec des médicaments ultra-précis, des nanostimulateurs cardiaques ou des matériaux auto-réparants. En 1999, il a créé le premier moteur moléculaire synthétique au monde. Douze ans plus tard, il a réalisé une première mondiale : une nanovoiture à quatre roues motrices roulant sur une surface de cuivre, chaque roue mesurant quelques nanomètres (1 nanomètre = 10-9 mètre).
Ces dispositifs pourraient transporter des médicaments via la circulation sanguine jusqu'à un site précis, comme un antibiotique ou un antitumoral ciblant uniquement l'infection ou la tumeur, sans affecter les tissus sains. « Mais avant d'en arriver là, nous devons mieux comprendre ces moteurs moléculaires », tempère Ben Feringa.
« Cela n'est possible qu'en les construisant et en les testant. Voyez les frères Wright : ils ont prouvé que l'homme pouvait voler avec leur avion artisanal. Aujourd'hui, nous volons autour du monde. Nous avons été les premiers à contrôler le mouvement à l'échelle nanométrique. Pour l'instant, pas d'applications concrètes, mais sachant que nos corps reposent sur des moteurs naturels similaires, je suis convaincu que nous développerons des matériaux et applications révolutionnaires. »
Qu'est-ce qu'un moteur ou chariot moléculaire ?
« Nous sommes des constructeurs moléculaires. Nous assemblons des machines de quelques molécules, mesurant un milliardième de mètre. Inspirés de la nature – où des moteurs assurent la division cellulaire, la contraction musculaire ou le transport de substances –, nous avons réalisé en 1999 la première réplique synthétique. Plus tard, nous en avons équipé une nanovoiture. »
« Elle fonctionne avec quatre nanomoteurs, un par roue. L'énergie provient de la lumière : irradiation excite la molécule, provoquant un quart de tour, puis un second pour stabiliser. Une nouvelle irradiation complète le tour. Le défi clé : contrôler le sens de rotation (horaire ou antihoraire), comme les roues d'une voiture qui ne doivent pas tourner à l'envers. Nous l'avons achieved via une molécule image miroir. »
Pouvez-vous diriger ce chariot vers un lieu précis ?
« C'est un défi majeur. Nous construisons des 'routes' nanométriques pour guider le chariot de A à B. »
Comment fabriquez-vous un tel chariot ? Pas avec une loupe et une pince à épiler !
« Par synthèse chimique : manipulation de matières premières (mélange, chauffage, réactions, purification). C'est délicat. Au début, beaucoup d'échecs. Il a fallu cinq ans pour que tous les moteurs fonctionnent parfaitement. Cela sert la pharmacie, polymères, carburants, shampoings ou peintures auto. »
« Avec une meilleure maîtrise, nous créons des nano-interrupteurs activés par lumière, intégrés dans des médicaments. Par exemple, un antibiotique activable/désactivable : inactif ailleurs, efficace seulement illuminé au bon endroit. Ainsi, il épargne les bactéries intestinales bénéfiques et prévient les résistances. »
Cet interrupteur est idéal pour la chimiothérapie anticancéreuse.
« La chimio cause des effets secondaires car elle attaque toutes les cellules à croissance rapide. Nous explorons la détection tumorale par imagerie, puis illumination sélective. Le médicament circule inactif, s'active seulement à la tumeur. Même les petites tumeurs sont traitables. Encore précoce pour la clinique, mais prouvé en labo. »
Les nanomoteurs synthétiques remplaceront-ils les naturels pour restaurer muscles ou vue ?
« Différents matériaux, mais réaliste à terme. J'anticipe des nanorobots injectables pour réparations : nanopacemakers, stimulation neuronale pour malvoyants. Science-fiction aujourd'hui, possible dans 40 ans. »
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