Technologies NBIC et allongement de la vie

Cet article sur les NBIC a pour but d’éclairer le lecteur sur le lien entre les NBIC, le transhumanisme et l’allongement de la vie. Les technologies NBIC regroupent les Nanotechnologies (N), Biotechnologies (B), Informatique (I) et Sciences Cognitives (C).

nbic esperance de vie et longeviteLes transhumanistes parlent souvent de convergence NBIC, car lors de ces dernières décennies, ces 4 domaines technologiques ont progressé rapidement et l’avancée de chacun de ces domaines a entraîné l’accélération des autres.
Or, comme nous le verrons plus bas, ces 4 domaines technologiques représentent le principal espoir des transhumanistes d’améliorer drastiquement l’être humain au-delà de ses capacités naturelles, et en particulier de venir à bout du processus de vieillissement chez l’homme.

Le transhumanisme?

Le transhumanisme: 

Le transhumanisme est un mouvement qui vise à utiliser la science pour améliorer l’être humain, et en particulier repousser les limites de la mort. En quelque sorte, les transhumanistes considèrent que le vieillissement est une maladie comme une autre, et qu’une fois traitée adéquatement, les handicaps, les souffrances et la mort qui en découlent seront des maux que nous pourrons éviter.technologies nbic et allongement de la vie

Beaucoup de transhumanistes se proposent aussi d’utiliser toutes les technologies disponibles pour réparer l’être humain, mais également l’améliorer au-delà de sa capacité naturelle. Pour plus d’info cliquez ici.TODO

TECHNOLOGIES NBIC N°1 : LES NANOTECHNOLOGIES

Les nanotechnologies sont les technologies qui nous permettent de manipuler la matière à l’échelle du milliardième de mètre, voire de l’atome. Pour avoir une idée du nanomètre, reprenons les propos de Luc Ferry qui dit :

« IL Y A AUTANT DE DIFFÉRENCE ENTRE UN NANOMÈTRE ET UN MÈTRE QU’ENTRE LA TAILLE D’UNE NOISETTE ET LA TERRE »

Le N de NBIC est né dans les années 80 avec l’invention du microscope à effet tunnel, qui a permis pour la première fois de voir, mais aussi de déplacer des atomes individuellement (cela méritait bien un prix Nobel, ce qui fut fait en 1986 pour leur deux inventeurs G. Binning et H. Rohrer).

technologies nbic nanotechnologies et allongement de la vie7Aujourd’hui, les nanotechnologies ont des applications indirectes dans les trois autres domaines de NBIC:

En biologie avec la manipulation des molécules d’ADN, en informatique avec la fabrication de microprocesseurs avec des transistors de taille nanométrique, et en sciences cognitives avec les implants neuronaux intracrâniens qui profitent pleinement de la miniaturisation.

Les nanotechnologies pourraient permettre à court terme de fabriquer des nano médicaments efficaces pour soigner de manière ciblée certains cancers, en utilisant par exemple l’échauffement de zones ciblées [1], ou en se fixant chimiquement aux cellules cancéreuses provoquant ainsi leur apoptose ciblée (suicide cellulaire) ou en leur délivrant un anti-cancéreux, par exemple [2].

À plus long terme, les nanotechnologies pourraient permettre de fabriquer des nanorobots permettant de nous auto-réparer ou d’implanter des artefacts dans le cerveau afin de nous interconnecter avec des interfaces informatiques et robotiques, à même de remplacer ou d’améliorer nos organes défaillants.

Pour l’instant, en ce qui concerne la lutte contre le vieillissement, la plupart des applications purement issues du N des NBIC reste de la prospective à long terme. Cependant, la miniaturisation est fortement synergique des autres composantes technologiques des NBIC.

TECHNOLOGIES NBIC N°2 : BIOTECHNOLOGIES

Dans le cadre de la convergence NBIC, le B, qui signifie biotechnologies, regroupe un grand nombre de techniques englobant, entre autres, la génétique et la biologie cellulaire régénérative.

« LE PRIX DU SÉQUENÇAGE D’UN GÉNOME HUMAIN A ÉTÉ DIVISÉ PAR 3 MILLIONS »

La génétique, qui a pleinement débuté en quelque sorte, avec la découverte de la double hélice d’ADN en 1953, joue un rôle important dans la révolution NBIC. Depuis le séquençage complet du premier génome humain en 2003 pour 3 milliards de dollars [3], le prix du séquençage d’un génome humain a été divisé par 3 millions et est aujourd’hui accessible en occident pour un millier d’euros.

Cela a deux implications majeures :

1Augmentation du nombre de personnes séquencées nous permettra dans un futur proche de corréler l’apparition de nombreuses maladies avec certains gènes spécifiques en utilisant des traitements informatiques massifs sur un grand nombre de génomes (du big data génétique en quelque sorte).

2D’autre part, cet accès au séquençage à bas coût permettra à chacun de connaitre son génome et ainsi de connaître ses prédispositions aux différentes maladies afin de les traiter préventivement. Cela permettra également aux médecins d’adapter le traitement de manière individualisée aux génomes spécifiques de chacun.

Le deuxième bouleversement offert par la génétique est celui offert par l’eugénisme via la manipulation du patrimoine génétique des embryons à naître et également via la thérapie génique qui permettra de modifier le génome de quelqu’un de son vivant afin d’éviter certaines maladies.

À noter qu’en 2016, certes à la hussarde, le premier test sur l’homme de thérapie génique contre le vieillissement été effectué sur Elizabeth Parrish, la CEO de la start up Bioviva qui prévoit de l’exploiter.

Malgré l’étude de nombreux génomes de centenaires, pour l’instant, nous sommes loin d’avoir identifié précisément les gènes de la longévité [5]. Heureusement, les chercheurs ne se contentent pas d’étudier le génome humain, certains chercheurs (le français Miroslav Radman par exemple) étudient le génome d’organismes considérés comme quasi-immortels ou incroyablement résistants (comme les tardigrades par exemple) pour comprendre quels sont les gènes et les mécanismes permettant cette immortalité ou cette résistance apparente et pouvoir appliquer ces mécanismes un jour à l’espèce humaine.

biotechnologie et technologies nbic et allongement de la vie2La thérapie génique ressemble souvent à l’injection d’une sorte de virus dans l’organisme, ce dernier contamine nos cellules pour insérer le gène voulu à l’endroit désiré du génome (cela tombe bien, cette activité étant le cœur de métier de ces chers virus). Ce type de thérapie devrait permettre un jour à chacun de reprogrammer sa machinerie cellulaire pour ralentir, stopper, ou inverser le processus de vieillissement.

Après quelques désillusions lors des résultats de tests cliniques dans les années 80-90, la thérapie génique connaît depuis quelques années un fort renouveau, avec en particulier la découverte de CRISPR/CAS9 (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats de CAS9 pour les intimes) qui permet de positionner un gène donné dans le génome hôte avec beaucoup plus de précision qu’auparavant [4]. CRISPR/CAS9 est perçu par beaucoup de scientifiques comme la baguette magique tant attendue pour modifier le génome humain. (Mais les adeptes d’Harry Potter le savent, la baguette ne fait pas le sorcier et il va falloir attendre que de nombreux chercheurs redoublent d’effort pour en tirer le plein potentiel).

Ce domaine avance vite : en 2014, presque 2000 tests cliniques étaient en cours sur des traitements à base de thérapies géniques, dont presque une centaine en phase 3 sur des sujets humains (dont plus de 60% en cancérologie).

Notons que 2 thérapies géniques sont déjà commercialisées, dont la Gendicine en Chine, anticancéreux ciblant le gène p53 avec lequel une dizaine de milliers de patients ont été traités sans effet imprévu notable.

la Biologie cellulaire régénérative & cellule souches

Caché derrière le B de NBIC, il y aussi la Biologie cellulaire régénérative. De fortes avancées ont eu lieu, en particulier dans le domaine des cellules souches, un type de cellules humaines non différenciées que chacun porte en soi et qui peuvent se transformer en neurones, cellules musculaires, globules blancs… ce sont ces cellules souches qui permettent au fœtus de se développer et à l’adulte de reconstituer son organisme. Avec le temps, les cellules souches s’affaiblissent, voire même disparaissent, ce qui mène, entre autres, à l’affaiblissement et à la mort de l’individu.

Ces dernières décennies, des recherches ont entre autres permis de recréer des cellules souches pluripotentes à partir des cellules classiques d’un adulte [6], puis de les différencier en n’importe quel type cellulaire existant. Ainsi, il pourrait être possible un jour de pouvoir régénérer tous nos organes, y compris, mais probablement à plus long terme, le plus complexe d’entre eux, le cerveau.

Génétique, Génomique, Épigenetique?

genetique genomique epigenetique technologies nbic et allongement de la vie3La génétique s’occupe de tout ce qui a trait à l’hérédité, la manipulation et la modification de gènes. Une sous-branche de la génétique est la génomique, qui s’occupe de la structure, de la composition et de l’évolution des génomes, soit l’ensemble des gènes d’un organisme (quand vous faites séquencer votre génome, c’est de la génomique). L’épi-génétique est une branche parallèle de la génétique qui s’occupe de tous les facteurs qui vont permettre l’expression ou l’extension de certains gènes de votre génome (l’épigénétique est un processus très réactif, car il ne nécessite pas d’attendre les mutations génétiques qui apparaissent entre les générations d’une espèce pour faire évoluer la transcription de votre génome. Ainsi, par exemple, s’il fait chaud vous allez exprimer, plus ou moins vite, un gène qui va vous permettre de vous adapter « rapidement » à ces nouvelles conditions climatiques car vous gardez certains gènes inactivés de vos lointains ancêtres qui ont peut être été sélectionnés sur leur survie dans un pays chaud).

TECHNOLOGIES NBIC N°3 : INFORMATIQUE

Il est difficile de ne pas remarquer que l’informatique a connu un véritable boom ces dernières décennies. Mais quel peut être le lien entre l’informatique et l’allongement de l’espérance de vie ?

technologies nbic et allongement de la vie4 informatiqueDans le domaine de l’informatique la loi de Moore s’applique depuis longtemps (multiplication par 2 du nombre de transistors et indirectement de la puissance de calcul tous les 18 mois) et il est fort possible qu’elle continue comme cela encore quelques années. À l’heure actuelle, cette capacité de calcul informatique permet déjà de décupler l’efficacité de certaines recherches et permettra sûrement, dans un futur proche, d’effectuer par exemple des calculs de big data génétiques pour identifier sur des millions de génomes disponibles, l’impact statistique de chaque combinaison de gènes sur telle ou telle maladie.

« EN 2030 POURRAIT ÉMERGER UNE IA AUSSI INTELLIGENTE QUE L’HOMME »

d’après Ray Kurzweil

Dans un futur plus lointain, si la loi de Moore continue ainsi (d’ici 2030 d’après Ray Kurzweil), il pourrait émerger une intelligence artificielle aussi “intelligente que l’homme” et capable de se reprogrammer. Cette capacité de reprogrammation permettrait à cette intelligence de devenir de plus en plus intelligente en suivant une croissance exponentielle et ainsi atteindre un niveau d’intelligence que nous ne pourrions imaginer: la fameuse singularité informatique.

Soyons clairs, le problème avec les exponentielles avec un point de démarrage imprécis et un taux de croissance inconnu, c’est que l’on ne sait pas du tout où cela mène. Sans m’étendre sur le potentiel danger inhérent à une intelligence dépassant l’entendement, le lien entre la singularité informatique et le vieillissement est que si cette intelligence artificielle A avait la volonté de nous faire vivre plus vieux, elle pourrait envisager des thérapies d’une efficacité que nous ne pouvons imaginer.

Dans un futur encore un peu plus éloigné, les progrès en informatique laissent envisager pour certains la possibilité de télécharger leur esprit (CF un film des années 80 que j’ai beaucoup aimé: « Le Cobaye ») pour échapper à la mort organique de notre corps.

TECHNOLOGIES NBIC N°4 : SCIENCE COGNITIVE

Le C de NBIC signifie Science Cognitive (science du cerveau) et regroupe les études sur le cerveau, les neurosciences, les implants neuronaux, la psychologie. Le cerveau est un organe complexe que l’on comprend encore mal.

technologies nbic et allongement de la vie science cognitiveC’est au cours des dernières décennies que pour la première fois, des moyens d’étudier le cerveau en fonctionnement ont vu le jour avec l’IRM, la tomographie, les implants d’électrodes miniaturisés et les électroencéphalogrammes modernes. Ces avancées nous permettent de mieux comprendre son fonctionnement global et ouvrent des voies pour une meilleure simulation de ce dernier.

À court et moyen terme, les études sur le cerveau pourraient déjà permettre de vaincre les maladies neurodégénératives. Que ce soit en traitant les causes de leur apparition probable comme l’accumulation de protéines mal repliées [7] dans les neurones par voie médicamenteuse, ou par des traitements basés sur des thérapies cellulaires (par injection ou stimulation de cellules souches) ou même par des thérapies géniques sur les gènes prédisposant à leur apparition.

AMÉLIORER LES PERFORMANCES DE NOTRE CERVEAU AVEC DES IMPLANTS

À moyen ou long terme, les sciences cognitives pourraient nous permettre de conserver ou même d’augmenter nos capacités cognitives au cours du temps en stimulant la croissance neuronale, par voie médicamenteuse (avec le développement de nootropics de nouvelle génération, par exemple) ou en interfaçant notre cerveau avec des implants électroniques.

Les recherches sur les implants en particulier avancent rapidement, et profitent d’ors et déjà à certaines personnes handicapées moteur, avec les premiers membres artificiels contrôlables par la pensée.

À plus long terme, l’avancée concomitante des recherches sur le cerveau et de l’informatique pourrait permettre d’envisager un cerveau artificiel avec l’émergence d’une conscience et le téléchargement d’un individu au sein de ce dernier. Comme première étape, le projet européen « Human brain project » financé à hauteur d’un milliard d’euros, vise à simuler l’intégralité d’un cerveau de souris puis d’humain sur ordinateur [8].

UN CERVEAU SAIN DANS UN CORPS JEUNE

Une des questions qui se posent également et auxquelles le C des NBIC devra répondre, est de savoir s’il est possible avec notre structure de cerveau actuelle de vivre, pendant des centaines d’années, sans développer une multitude de maladies mentales (car ces dernières semblent parfois s’aggraver avec le temps). Espérons que les recherches en psychologie et la pharmacopée futures nous permettrons d’éviter de tous devenir des vieux fous.

PASSER DE L’HOMME RÉPARÉ À L’HOMME AUGMENTÉ

Pour finir, la convergence de toutes ces technologies NBIC devrait également permettre l’interfaçage de l’homme avec le non biologique et la machine. Cela fait longtemps que l’humain fabrique des prothèses, mais ce n’est que depuis une décennie que nous voyons des mannequins ou athlètes pourvus de prothèses de jambes artificielles et pouvant marcher, danser ou participer à des défilés de mode normalement (Voir par exemple Aimée Mullins) ou des athlètes amputés des jambes comme Oscar Pistorius qualifiés pour participer aux jeux olympiques des valides. Les progrès en robotique rendus possibles par la miniaturisation et l’informatique permettent déjà à l’heure d’aujourd’hui d’aller beaucoup plus loin. Ainsi nous voyons des aveugles retrouver la vue (implant rétinien), l’audition (implant cochléaire), à des déficients cardiaques de vivre avec un pacemaker (ou pour un temps actuellement plus court, avec un cœur artificiel) ou comme nous disions plus haut aux amputés de retrouver l’usage de leur bras ou de leur jambe et de les contrôler tant bien que mal par la pensée.

DES PROTHÈSES DE RÉPARATION VERS DES PROTHÈSES D’AMÉLIORATIONS

Cette fusion homme machine est aujourd’hui réparatrice, mais le jour où ces prothèses permettront de voir plus loin, permettront aux amputés de courir plus vite que les valides et où les organes de substitution marcheront mieux que les originaux, ces technologies d’hybridation homme/machine permettront de nous améliorer physiquement ; mais aussi, pour le sujet qui nous concerne, probablement de vivre plus longtemps avec des organes plus robustes et pérennes.

Dr Guilhem Velvé Casquillas

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Author/Reviewer

Auteur/Relecteur

Physics PhD, CEO NBIC Valley, CEO Long Long Life, CEO Elvesys Microfluidic Innovation Center

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Docteur en physique, CEO NBIC Valley, CEO Long Long Life, CEO Elvesys Microfluidic Innovation Center

En savoir plus sur l’équipe de Long Long Life

Références :

[1] : Intravenous magnetic nanoparticle cancer hyperthermia , Hui S Huang James F Hainfeld, International Journal of Nanomedicine 2013:8 2521–2532

[2] : A review of current nanoparticle and targeting moieties for the delivery of cancer therapeutics Stephanie D. Steichen, Mary Caldorera-Moore, and Nicholas A. Peppas, Eur J Pharm Sci. 2013 Feb 14; 48(3): 416–427.

[3] : https://www.genome.gov/10001772/all-about- the– human-genome- project-hgp/

[4]: Development and Applications of CRISPR-Cas9 for Genome Engineering, Patrick D. Hsu,Eric S. Lander, Feng Zhang, Cell, Volume 157, Issue 6, 5 June 2014, Pages 1262–1278

[5] Understanding the Determinants of Exceptional Longevity, Thomas Perls, and Dellara Terry, Ann Intern Med. 2003;139:445-449.

[6] Induced Pluripotent Stem Cell Lines Derived from Human Somatic Cells Junying Yu, Maxim A. Vodyanik, Kim Smuga-Otto, Jessica Antosiewicz-Bourget, Jennifer L. Frane, Shulan Tian, Jeff Nie, Gudrun A. Jonsdottir, Victor Ruotti, Ron Stewart, Igor I. Slukvin, James A. Thomson, SCIENCE VOL 318 21 DECEMBER 2007

[7] Review article Folding proteins in fatal ways, Dennis J. Selkoe, Nature 426, 900-904 (2003)

[8] https://www.humanbrainproject.eu/