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MICHÈLE BIÉTRY
GUÉRIR AVANT D’ÊTRE MALADE
Les promesses de la nanomédecine
ROBERT LAFFONT
dCopyright Ouvrage publié sous la direction de Dominique Leglu
© Éditions Robert Laffont, S.A., Paris, 2011 ISBN 978-2-221-12466-6 En couverture : © Matthias Kulka / Corbis
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dédicace
À Michel Rhétoré et Alexandra
À Dominique Leglu, qui par son calme et sa ténacité a fait que ce livre existe
Prologue Prologue
« S’il vous plaît, pourquoi ne souriez-vous pas ? » demanda Alice. Le chat la regardait d’un air à la fois majestueux et mélancolique, ce qui le faisait un peu loucher. C’était un chat égyptien, au pelage d’un caramel doux, la tête trop fine pour ses longues oreilles dressées. Assis très droit, la queue soign eusement enroulée autour de ses hautes pattes, il finit par répondre : « Parce que je suis le chat de Schrödinger. – Et alors ? » répliqua Alice, qui perdait le sens des règles élémentaires de la conversation mondaine lorsqu’elle se sentait en état d’infériorité. Le chat ne s’offensa pas de la trivialité de la question, tout au sombre bonheur d’avoir une interlocutrice ignare. « Vous auriez envie de s ourire, vous, si vous étiez à la fois morte et vivante ? – Ce que vous dites est un non-sens. Ou vous êtes m ort ou vous êtes vivant. Ou alors vous êtes un mort vivant, donc un fantôme, et vous n’existez pas. – Ma chère, je vois que vous n’êtes guère familière de la mécanique quantique. Permettez-moi de vous initier en quelques mots. Personnellement, je suis enfermé dans une boîte noire en compagnie d’un marteau relié à un compteur Geiger contenant une petite quantité d’atomes d’uranium et d’une ampoule de cyanure. Si un atome se désintègre, le marteau tombe sur l’ampoule de cyanu re, je suis mort. S’il n’est pas tombé, je suis vivant. Selon la théorie quantique, je suis dans un état de superposition, mort et vivant. C’est le principe d’incertitude. Co mme l’a écrit Stephen Hawking, la mécanique quantique ne prédit pas un état unique, b ien défini par une observation donnée. Elle remplace tout cela par un certain nomb re de résultats possibles et différents, et nous donne pour chacun d’eux leur pr obabilité d’existence. On pourrait prédire le nombre de fois où le résultat pourrait ê tre A ou B, mais on ne pourrait pas prédire le résultat spécifique d’une mesure individuelle. – C’est bien pour cela que si j’avais l’âge de joue r au casino, je ne pourrais pas savoir si mon numéro a des chances de sortir au moment où je joue. – Je vois... vous m’avez l’air fermée à tous les brillants débats suscités par ma triste situation depuis soixante-dix ans. Renoncez à comprendre. – Je comprends que vous êtes dans une triste situation. Vous savez que votre vie ne tient qu’à un atome. Puisque vous êtes enfermé dans une boîte, je ne peux pas vous voir, je ne sais pas si vous êtes mort ou vivant. L e principe d’incertitude, c’est tout simplement que je n’ai pas accès à cette connaissance. Et puis c’est tout. – Rompons là. Vous êtes obnubilée par la fausse réalité de votre petit monde frivole. Je crois comprendre ce qui vous intéresse, jeune fille : vous voulez savoir si vous allez vivre jeune très longtemps et en bonne santé et si la médecine est prête à répondre à vos souhaits. Suivez-moi, je vous emmène dans le mo nde merveilleux de la nanomédecine, dans le monde de l’infiniment petit qui contient tout l’univers. Au bout du voyage nous trouverons peut-être la Connaissance absolue et totale. – Euh... – D’accord, revenons au présent. Je vous promets de rester concret. Il y a déjà tant de choses extraordinaires à découvrir que je me dis penserai de vous initier à la mécanique quantique. Intéressons-nous aux résultats qu’elle a permis d’obtenir et aux espoirs qu’elle suscite en permettant l’essor de la médecine du nanomonde. – Qu’attendez-vous pour commencer ? » répliqua Alice avec impatience. Alors le chat sourit, avec retenue, mais ses moustaches frémissaient.
1 Les visionnaires
Napoléon l’avait rêvé, Feynman l’a théorisé
La tradition veut que le texteprinceps des nanotechnologies soit le discours de Richard Feynman, un des plus grands physiciens duXXe siècle. Et pourtant, un homme ayant vécu à la charnière duXVIIIe et duXIXe siècle avait eu l’intuition de la nécessité de résoudre l’énigme du monde des particules. Lors d’une conversation avec Monge la veille de son départ d’Égypte à l’automne 1799, le général Bonaparte évoque avec regret sa vocation perdue : devenir un grand scientifique. Cette conversation a été rapportée par Étienne Geoffroy Saint-Hilaire, un autre des savants qui accompagnaient le général, da ns sesÉtudes progressives d’un naturaliste pendant les années 1834 et 1835. « Nous avons du loisir, Monge : passons ce temps à faire de la philosophie, et, pour y fournir matière, je vous raconterai mes pensées de premier âge. Le métier des armes est devenu ma profession ; ce ne fut pas de mon choix, et je m’y trouvai engagé du fait des circonstances. Jeune, je m’étais mis dans l’esp rit de devenir un inventeur, un Newton. – Que dites-vous, général, répliqua Monge, vous ne connaissez donc pas le mot de Lagrange : “Nul n’atteindra la gloire de New ton, car il n’y avait qu’un monde à découvrir.” – Oh ! Que m’opposez-vous là, monsieur Monge ? L’ami Berthollet, profondeur dans le savoir du jeu des affinités, au sujet des molécules principes, non sans doute, n’est point de votre avis. Qui a fait a ttention au caractère d’intensité et de traction à très courte distance des actions des particules, dont nous sommes témoins journellement ? Monge, cela est-il trouvé ? Vous, Monge ou votre Newton, l’auriez-vous trouvé ? Or, voyez : cela ne serait-il pas plus bea u, plus grand, mais surtout plus profitable à la société qu’une spéculation philosophique ? Newton a résolu le problème du mouvement dans le système planétaire ; c’est mag nifique, pour vous autres, gens d’esprit et de mathématiques ; mais que moi, j’euss e appris aux hommes comment s’opère le mouvement qui se communique et se déterm ine dans les petits corps, j’aurais résolu le problème de la vie dans l’univers. Et, cela fait comme je l’ai supposé, j’eusse dépassé Newton de toute la distance qu’il y a entre la matière et l’intelligence. Par conséquent, il n’y a rien d’exact dans votre mot de Lagrange. Le monde des détails reste à chercher. Voilà cet autre monde, et c’est l e plus important de tous, que je m’étais flatté de découvrir. D’y penser, j’en suis toujours aux regrets ; d’y penser me fait mal à l’âme. » Geoffroy Saint-Hilaire cite à cette occasion une au tre transcription de cette conversation, parue dansLe Constitutionneldu 4 septembre 1834, qui diffère un peu : « [...] Qu’un monde ! Que dites-vous là, monsieur ? C e n’est pas Berthollet qui parlerait ainsi. Oui, il n’y a qu’un monde, avec des lois de distance appréciable ; mais cet autre monde dans lequel nous vivons, notre milieu ambiant que nous ne voyons, que nous ne connaissons pas ; les lois d’affinité de ces molécules principes, dont la distance ne peut s’apprécier, tout cela est-il trouvé, monsieur ? Ne wton ou vous, Monge, l’auriez-vous trouvé ? Parlez, ce serait plus beau, plus grand, p lus profitable à l’humanité qu’une spéculation philosophique. Newton a résolu le problème du mouvement de l’univers ; vous auriez résolu celui de la vie de l’univers. Vous le dépasseriez de tout l’espace qu’il y a entre la matière et l’intelligence. » Quant à Richard Feynman, prix Nobel de physique en 1965, bien plus souvent cité que Bonaparte, il a prononcé le discours fondateur des nanotechnologies, « Il y a beaucoup d’espace en bas », le 29 décembre 1959 à la réunion annuelle de la Société américaine de physique au Caltech, l’institut de technologie de Californie. Et il prédit qu’en l’an 2000 on se demandera pourquoi il aura fallu attendre 1960 pour
que l’on se décide à aller voir ce qui passe « tout en bas ». Son affirmation selon laquelle on pourrait faire te nir les vingt-quatre volumes de l’Encyclopedia Britannicasur une tête d’épingle (soit à peu près 1,5 millimètre) est restée célèbre. Pour lui, ce n’est pas de la science-ficti on, ni une spéculation intellectuelle, mais l’exploitation rationnelle des lois de la phys ique telles qu’elles sont admises, en utilisant les possibilités des microscopes électron ique ou optique pour graver de minuscules lettres, vingt-cinq mille fois plus petites que les lettres normales. Mieux, il envisage d’enfermer les vingt-quatre millions de vo lumes des trois plus grandes bibliothèques mondiales dans un cube de 0,13 millim ètre d’arête. Là, il imagine de ne plus écrire à la surface de la tête d’épingle, mais d’utiliser l’intérieur même du matériau. Les lettres sont codées : des traits représentés par un infime grain de métal, des points dans un autre métal, six ou sept pour une lettre. C e bit d’information devrait tenir dans un cube d’une centaine d’atomes. Et c’est ainsi qu’ en calculant le nombre de lettres contenues dans les vingt-quatre millions de volumes, il estime que le tout pourrait tenir dans le cube de 0,13 millimètre, « le plus petit gr ain de poussière que peut voir l’œil humain ». « Il y a plein de place dans le fond ! Ne me parlez plus de microfilm ! » Feynman se réfère à la biologie pour étayer son rai sonnement, constatant qu’à très petite échelle les cellules sont très actives, qu’e lles fabriquent de nombreuses substances, et qu’elles emmagasinent toute l’information nécessaire pour construire un être vivant contenu dans une toute petite fraction d’elles-mêmes, l’ADN. Et il imagine déjà, dans legreat future, de réarranger les atomes un par un. Pour Feynman, les lois de la physique ne seront pas violées. C’est quelque chose que l’on pourrait faire, et si on ne l’a pas déjà fait, c’est parce que nous sommes trop grands. Les physiciens feront la même chose que le chimiste qui synthétise une mo lécule au terme d’un long processus. Le chimiste viendra dire au physicien : « Je veux une molécule dont les atomes seront arrangés comme ceci et comme cela ; faites-moi cette molécule. » Il voit un obstacle de taille pour accéder à cette échelle de l’infiniment petit : disposer d’un microscope capable de voir les atomes. Et il p ressent que l’on n’y arrivera pas avec les techniques traditionnelles. Cet obstacle est surmonté en 1981 avec l’invention du microscope à effet tunnel (STM) par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, du centre de recherche d’IBM à Zurich, qui reçoivent le prix Nobel de physique très peu de temps après, en 1986. Pour la première fois, on peut voir des atomes. Une étape supplémentaire est franchie en 1990 lorsque Donald Eigler et Erhard Schweizer réussissent à déplacer des atomes un par un pour former l’acronyme IBM en déplaçant trente-cinq atom es de xénon sur une surface de nickel. Les chercheurs ont désormais les outils pour dévelo pper rationnellement les nanotechnologies.
Eric Drexler et les nanorobots
Les nanorobots médicaux sont incontestablement les nanotechnologies qui font le plus rêver. Ils patrouilleraient dans notre corps à l’affût de cellules malades, d’agents étrangers féroces prêts à nous précipiter dans la m aladie ou à nous tuer. Les robots donneraient l’alerte ou, mieux, fonceraient pour ré parer ou détruire l’ennemi. C’est toujours un plaisir de fantasmer. La science-fiction va-t-elle devenir science ? C’est la question qui nous fait délicieusement frissonner d’espoir en un monde parfait et aussi de crainte. Et s’il se révélait trop parfait en se retournant contre les faibles humains inconséquents et imparfaits que nous sommes ? Les nanorobots sont encore confinés dans les laboratoires de recherche, à un stade tellement préliminaire que l’on ne peut encore dire quelle sera leur utilité. Tels quels, à l’état de prototypes, ils sont déjà fascinants.
En 1966 sort un film mythique,Le Voyage fantastique, tiré d’un roman d’Isaac Asimov. Des scientifiques miniaturisés, dont la splendide R aquel Welch, embarquent à bord d’un mini-sous-marin. Introduits dans le corps par une veine, ils ont pour mission d’aller détruire un caillot mortel dans le cerveau d’un grand physicien, déjouant au passage les pièges du système immunitaire.
Good morning, Virginia Vingt ans plus tard, l’ingénieur californien Eric Drexler publie un livre qui fait toujours autorité sur les « engins de création », dans leque l il décrit ce que pourront être en réalité ces minimachines[1]is. Son disciple Robert Freitas a depuis consacré tro volumes à la nanomédecine, développant son idée de nanorobots, des systèmes biomécaniques qui s’auto-assembleraient, partant en essaim vers le site malade, détectant, diagnostiquant, déclenchant des thérapie s et même des réparations cellulaires. Ces nanorobots transmettraient enfin t outes les données collectées au médecin, le « macrodocteur ». Dans une vidéo célèbr e, Robert Freitas débride son imagination. On voit l’index droit d’un personnage, baptisé Virginia, tapotant le dos de sa main gauche le matin au réveil. Un écran apparaît, affichant :Good morning Virginia, et la liste des paramètres vitaux. Le doigt touche une icône ouvrant d’autres menus comme un ordinateur ou un téléphone portable. En quelques minutes, Virginia connaît le rythme de son pouls, sa tension, son taux de cho lestérol, ses analyses sanguines, ses carences, ses dysfonctionnements éventuels. Cette vision futuriste qui a fait beaucoup parler – ce qui était le but – est typique d’une manière spectaculaire de présenter les nanotechnolo gies en médecine, proche de la science-fiction et superficielle. Le meilleur moyen de nourrir les peurs. Il est étonnant que personne ne pose une question simple : à quoi c ela peut-il servir de prendre sa tension en permanence, suivre quotidiennement sa formulation sanguine, etc., si on ne souffre d’aucune maladie nécessitant une telle surveillance ? C’est la négation même de la démarche médicale, qui se doit d’être prudent e et utile. S’il est nécessaire de contrôler régulièrement sa tension pour éviter de l aisser s’installer à long terme une hypertension qui pourrait être à l’origine plus tard d’accidents cardiovasculaires, il y a rarement urgence. Mieux vaut prendre son temps, tou jours vérifier qu’il ne s’agit pas d’un phénomène transitoire, avant d’engager un trai tement à vie non dénué d’effets secondaires. On pourrait multiplier les exemples. L a démarche de surveillance permanente que vante le seul progrès technique pour rait devenir le meilleur moyen d’alimenter un formidable réservoir d’hypocondriaqu es. De quoi assurer une vie confortable aux docteurs Knock du futur. Rappelons- nous, le personnage deTrois hommes sur un bateaud’unJerome K. Jerome, se plongeant dans la lecture  de dictionnaire médical et concluant que la seule mala die dont il ne souffrait pas était l’arthrose du genou de la femme de ménage ! Les nan orobots méritent mieux que ce genre de célébrité. d Les nanorobots patrouillant dans le corps, c’est do nc Eric Drexler qui les aurait inspirés. Tout au moins dans l’imaginaire collectif depuis la publication desEngins de créationIl y décrit des machines1986, réédité et complété vingt ans plus tard.  en moléculaires capables de construire des matériaux, y compris de se répliquer elles-mêmes. Dans la lignée de Richard Feynman, il s’intéresse a ux nanosystèmes dès 1977 et publie son premier article en 1981 dans la revue de l’Académie des sciences américaine,Proceedings of the National Academy of Sciences. À son grand dépit, le succès des « engins de création » a conduit à simpl ifier, dénaturer son travail. Il a suscité une excellente littérature de science-ficti on,L’Âge de diamant de Neal Stephenson,La ProieMichael Crichton – où c’est évidemment la ficti  de on qui prédomine... Eric Drexler s’est amèrement repenti d’avoir lui-même évoqué les dangers