La couleur est le plus beau trait d’union entre la science et l’art. De Leonard de Vinci aux designers contemporains, en passant par Goethe ou Sonia Delaunay, les Hommes se sont toujours intéressés à la lumière et à la restitution de ses couleurs.

Première STL (PCM-SPCL)

Objectifs : Comprendre le phénomène de la perception des couleurs.
Étudier comment produire de la couleur.
Interpréter les modifications apparentes sur une couleur lorsqu’on la juxtapose à d’autres couleurs.

Chimie et développement durable / Analyses physicochimiques
Interaction rayonnement-matière

Image, couleur et vision
Vision des couleurs. Synthèses additive et soustractive des couleurs.
Filtres. Codage RVB. Photon, énergie d’un photon.

La découverte de la combustion par le dioxygène est imputable au chimiste français Lavoisier, en 1775. Selon le philosophe des sciences Thomas Samuel Kuhn, la découverte de la combustion par le dioxygène constitue une révolution scientifique majeure dans l’histoire des sciences. Elle a constitué un changement de modèle, en remplaçant l’ancienne théorie chimique, qui expliquait la combustion par la présence d’un fluide présent au sein des corps combustibles.

La combustion par le dioxygène a eu au XIX^e siècle, et plus encore au XX^e siècle, de nombreuses applications industrielles. Elle a cependant conduit pendant l’ère industrielle à l’émission massive de dioxyde de carbone, qui est un gaz à effet de serre contribuant pour une large part aux phénomènes de dérèglement climatique. Comment maintenir les besoins en matière d’énergie tout en préservant notre environnement ?

Première générale - Enseignement de spécialité

Objectif : Définir les énergies engagées dans une réaction de combustion et les associer aux énergies mises en jeu lors des ruptures et formations de liaisons.

Constitution et transformation de la matière
Thème 2 - Propriétés physico-chimiques, synthèses et combustions d’espèces chimiques organiques
Partie C - Conversion de l’énergie stockée dans la matière organique

Notions et contenus : Énergie molaire de réaction, pouvoir calorifique massique, énergie libérée lors d’une combustion.

En leur proposant d’observer des peintures rupestres, l’enseignant questionne les élèves sur la manière dont ces œuvres ont été réalisées. Les élèves testent leurs hypothèses en essayant de fabriquer leur propre peinture. Grâce à un jeu de cartes, les élèves découvrent les grandes étapes de l’histoire des techniques de peinture.

Cycle 2 – Questionner le monde, Enseignements artistiques
Objectifs : Découvrir ce qui compose les peintures. Mettre ses hypothèses à l’épreuve. S’approprier la chronologie des différentes techniques de peinture.
Questionner le monde : Qu’est-ce que la matière ?
Enseignements artistiques : La représentation du monde
Notions et contenus : pigments, liants, histoire des techniques de peinture

• Activité 1 - Peintures rupestres
• Activité 2 - Consolidation et schématisation
• Activité 3 - Avons-nous obtenu des peintures ?
• Activité 4 - Histoire des techniques de peinture
• Activité 5 - Adhérer à la paroi
   

 Séquence Sur la palette de l'artiste (lien externe)

Formez-vous avec les tutoriels suivants :

 Tutoriel : L'Art-Chimie : peindre avec la nature (lien externe)

 Tutoriel : L'Art-Chimie : du colorant au pigment (lien externe)

 Tutoriel : L'Art-Chimie : techniques de peinture (lien externe)

Vidéo Billes de sciences #30 - Du pigment à la peinture

Les bons gestes (épisode 1) - Comment utiliser un pilon et un mortier ?

Défi « Peindre avec la nature »

La chimie thérapeutique, qui crée les médicaments appelés « petites molécules », domaine de la chimie, en interface avec la pharmacologie et la biologie, n'est pas condamné à laisser la place aux « bio-pharmaceutiques » (anticorps et autres macromolécules biologiques) dont le développement s'est fait grâce à la "molécularisation" de la biologie au cours des trente dernières années.

Les statistiques annuelles de la FDA (Food and Drug Administration) américaine montrent que les « petites molécules » constituent 65% des nouveaux médicaments bénéficiant d’autorisations de mises sur le marché des médicaments, les 35% restants étant des biopharmaceutiques. Ce rapport entre ces deux domaines, celui de la chimie et celui de la biologie, est remarquablement constant depuis plus de trente ans. Les derniers chiffres de la FDA pour l'année 2018 confirment cette répartition : 67% en faveur des créations de la chimie thérapeutique. Ces chiffres montrent que la chimie thérapeutique et la pharmacologie des « petites molécules » sont essentielles pour l'innovation dans l'industrie de la santé.

Par ailleurs, il est essentiel de maintenir une forte activité de production de médicaments en France et en Europe pour éviter les ruptures d'approvisionnement qui se produisent de plus en plus fréquemment.

Les défauts des voies de réparation de l’ADN sont une caractéristique des cellules cancéreuses qui participe au développement tumoral en favorisant l’instabilité génomique. Depuis plus de 50 ans, cette caractéristique est exploitée pour le traitement du cancer, avec l’utilisation de chimiothérapies cytotoxiques conventionnelles. Plus récemment, la découverte d’une interaction de létalité synthétique entre les inhibiteurs de poly(ADP-ribose) polymérase (PARPi, poly(ADP-ribose) polymerase inhibitors) et les défauts des gènes suppresseurs de tumeur BRCA1 et BRCA2 (breast cancer type 1/2 susceptibility genes) a permis le développement de nouvelles approches thérapeutiques ciblées pour les patients atteints de cancers déficients en BRCA1/2, notamment cancers du sein, de l’ovaire, de la prostate ou du pancréas.

Le potentiel thérapeutique des inhibiteurs de PARP s’étend cependant au-delà des défauts de la voie de la recombinaison homologue : des travaux récents montrent par ailleurs que les inhibiteurs de PARP possèdent, dans certains contextes génétiques, des propriétés immunomodulatrices qui pourraient être exploitées en combinaison avec l’immunothérapie.

Au-delà des inhibiteurs de PARP, de nombreux médicaments ciblant d’autres acteurs-clé de la réparation de l’ADN sont en cours de développement. Enfin, certains défauts de réparation de l’ADN, tel ERCC1, pourraient bénéficier d’approches thérapeutiques ciblées basées sur l’exploitation de l’interdépendance entre la réparation de l’ADN et d’autres caractéristiques de la cellule tumorale, notamment les altérations du métabolisme cellulaire.

Les volumes croissants de données biomédicales et chimiques disponibles sur internet ainsi que l'augmentation rapide du nombre de services web spécialisés sur les cibles thérapeutiques et les petites molécules chimiques assistent la recherche de sondes pharmacologiques et devraient faciliter la découverte de nouveaux médicaments.

Aujourd’hui, dans le monde, on peut accéder à plusieurs milliers de logiciels gratuits et à des bases de données pour appréhender la problématique « médicaments ». Certaines bases de données contiennent des informations sur les propriétés structurales et physicochimiques des molécules, d’autres bases collectent des milliers de petites molécules isolées de produits naturels de certaines régions du globe, d’autres encore des millions de molécules de synthèse annotées pour un effet biologique... En parallèle, on trouve aussi sur internet des chimiothèques comprenant plusieurs milliards de molécules virtuelles pas encore synthétisées. Plusieurs centaines de services web dédiés vont permettre de manipuler ces différents « objets ».

Cet article fait un bilan général sur ces outils et bases de données et présente plusieurs services développés dans différents pays ainsi que des outils proposés par des équipes françaises. Il présente les nombreux défis scientifiques et technologiques de ce secteur d’activité en constante évolution et ses perspectives dans les domaines de la recherche et de l’enseignement.

La Maladie d’Alzheimer (MA) est une démence lente et progressive qui combine deux mécanismes physiopathologiques : la pathologie amyloïde et la tauopathie. La première résulte de l’agrégation extraneuronale de peptides Aβ, issus de la dégradation de la protéine APP, conduisant à la formation des plaques amyloïdes. La seconde provient de l’hyperphophorylation de la protéine tau qui s’agrège et s’accumule à l’intérieur des neurones (dégénérescence neurofibrillaire). La MA est aussi caractérisée par un déficit en acétylcholine, l’un des neurotransmetteur clé de la mémoire. La plupart des efforts thérapeutiques se sont focalisés sur l’une ou l’autre des deux pathologies avec l’espoir d’un retentissement indirect de l’effet d’une molécule sur l’un et l’autre des mécanismes.

Cependant, les médicaments actuellement disponibles n’ont pas d’effet avéré sur les mécanismes et aucun traitement préventif ni curatif de la MA n’est disponible pour l’heure. Idéalement, des composés multicibles qui modifieraient simultanément le métabolisme de l’APP et l’hyperphosphorylation de Tau présenteraient un double intérêt pour soigner la MA. Ces dernières années, plusieurs familles de molécules présentant certaines de ces propriétés ont été brevetées. L’un de ces composés, AZP2006, est prêt pour la phase clinique II. Les principaux résultats de ce composé sont présentés.

Comme toute cellule, nos symbiotes microbiens sont reconnus par le système immunitaire comme une partie du ‘soi’ et l’homéostasie de cette relation est essentielle au maintien de la santé et du bien-être. Avec une riche diversité d’espèces et en moyenne 25 fois plus de gènes que le génome humain, le microbiote - longtemps appelé flore intestinale- apporte des fonctions majeures contribuant à la nutrition, la physiologie et les défenses naturelles de l’hôte, et sa protection contre la prolifération de microbes environnementaux.

Une altération du microbiote intestinal - on parle de dysbiose - a été observée dans de nombreux contextes de maladies chroniques. On sait aujourd’hui que la dysbiose correspond à une altération de la symbiose et cela a de nombreuses conséquences qui peuvent être autant d’opportunités d’innovations pour améliorer le contexte général de santé publique, la personnalisation et la prévention. Il y a même urgence à considérer l’humain comme un être microbien, un holobionte, dans la nutrition et la médecine de demain. Des nutriments spécifiques et des microorganismes vivants seront ainsi des bioactifs de choix pour la prévention de la dysbiose ou de l’aggravation de maladies chroniques, pour la restauration de la symbiose et comme adjuvants thérapeutiques.

Les maladies tropicales négligées représentent un groupe de maladies infectieuses, affectant de manière prédominantes des populations pauvres vivant dans des zones reculées d’Afrique, d’Asie ou d’Amérique Latine. Certaines de ces pathologies sont mortelles en l’absence de traitement. Les options thérapeutiques existantes sont toutes insuffisantes combinant insuffisance d’efficacité, ou toxicité ou coût prohibitif ou formulations inadaptées.

Parmi l’ensemble de ces maladies, vingt sont « listées » par l’OMS comme prioritaires et font l’objet de programmes spécifiques de surveillance ayant pour but de contrôler la maladie et pour certaines, jusqu’à l’éradiquer.

DNDi est une organisation de recherche et développement à but non lucratif, ayant pour objectif de combler le déficit de R&D et développer de nouveaux pour traitements pour 6 de ces maladies. La présentation décrit les défis et résultats de DNDi après 15 ans d’existence et les perspectives et besoins futurs.

Les cellules cancéreuses mésenchymateuses représentent une faible fraction des tumeurs solides à un temps donné. Cet état cellulaire est typiquement résistant aux agents antitumoraux conventionnels. Le produit naturel salinomycine possède une activité contre ce type de cellules dans des tissus d’origines différentes.

Il avait préalablement été proposé que la salinomycine puisse éradiquer les cellules cancéreuses persistantes en favorisant le transport transmembranaire de métaux alcalins tels que le sodium et le potassium. Afin de caractériser les mécanismes mis en jeu, une combinaison de synthèse organique, de microscopie haute résolution et de biologie moléculaire et cellulaire est utilisée et montre que les dérivés synthétiques de la salinomycine s’accumulent dans le compartiment lysosomal et y séquestrent le fer. La rétention de ce métal conduit à la production d’espèces réactives de l’oxygène induisant une altération de la membrane lysosomale et la mort cellulaire. Ces résultats ont par ailleurs permis de mettre en évidence la prévalence de l’homéostasie du fer dans les cellules cancéreuses mésenchymateuses ouvrant ainsi de nouvelles voies de ciblage thérapeutique. Ces travaux ont également permis de mettre en évidence le rôle central du fer dans la régulation de la plasticité cellulaire dans le contexte du cancer.