La dernière décennie a inauguré des avancées scientifiques vraiment révolutionnaires, de la découverte du boson de Higgs à l'utilisation de CRISPR pour l'édition génique de science-fiction en science-fiction. Mais quelles sont les plus grandes percées à venir? Live Science a demandé à plusieurs experts dans leur domaine quelles découvertes, techniques et développements ils étaient les plus impatients de voir émerger dans les années 2020.
Médecine: un vaccin universel contre la grippe
Le vaccin universel contre la grippe, qui a échappé aux scientifiques pendant des décennies, pourrait être une avancée médicale vraiment révolutionnaire qui pourrait se manifester au cours des 10 prochaines années.
"C'est en quelque sorte devenu une blague qu'un vaccin universel est perpétuellement dans cinq à dix ans", a déclaré le Dr Amesh Adalja, spécialiste des maladies infectieuses et chercheur principal au Johns Hopkins Center for Health Security à Baltimore.
Mais maintenant, il semble que cela "puisse être vrai", a déclaré Adalja à Live Science. "Diverses approches des vaccins universels contre la grippe sont en cours de développement et des résultats prometteurs commencent à s'accumuler."
En théorie, un vaccin universel contre la grippe assurerait une protection durable contre la grippe et éliminerait la nécessité de se faire vacciner contre la grippe chaque année.
Certaines parties du virus de la grippe changent constamment, tandis que d'autres restent pratiquement inchangées d'une année à l'autre. Toutes les approches d'un vaccin universel contre la grippe ciblent des parties du virus moins variables.
Cette année, l'Institut national des allergies et des maladies infectieuses (NIAID) a commencé son premier essai chez l'homme d'un vaccin universel contre la grippe. L'immunisation vise à induire une réponse immunitaire contre une partie moins variable du virus de la grippe connue sous le nom de «tige» d'hémagglutinine (HA). Cette étude de phase 1 examinera l'innocuité du vaccin expérimental, ainsi que les réponses immunitaires des participants à ce vaccin. Les chercheurs espèrent publier leurs premiers résultats début 2020.
Un autre candidat pour le vaccin universel, fabriqué par la société israélienne BiondVax, est actuellement en phase 3 d'essais, qui est un stade avancé de recherche qui examine si le vaccin est vraiment efficace - ce qui signifie qu'il protège contre l'infection de toute souche de grippe. Ce candidat vaccin contient neuf protéines différentes de diverses parties du virus de la grippe qui varient peu entre les souches de grippe, selon The Scientist. L'étude a déjà recruté plus de 12 000 personnes, et les résultats sont attendus fin 2020, selon l'entreprise.
Neuroscience: des mini-cerveaux plus gros et meilleurs
Au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont réussi à développer des mini-cerveaux, appelés «organoïdes», à partir de cellules souches humaines qui se différencient en neurones et s'assemblent en structures 3D. Selon le Dr Hongjun Song, professeur de neurosciences à la Perelman School of Medicine de l'Université de Pennsylvanie, les organoïdes cérébraux ne peuvent être cultivés que pour ressembler à de minuscules morceaux de cerveau au début du développement fœtal. Mais cela pourrait changer au cours des 10 prochaines années.
"Nous pourrions vraiment modéliser, non seulement la diversité des types de cellules, mais l'architecture cellulaire" du cerveau, a déclaré le Dr Song. Les neurones matures s'organisent en couches, colonnes et circuits complexes dans le cerveau. Actuellement, les organoïdes ne contiennent que des cellules immatures qui ne peuvent pas nourrir ces connexions complexes, mais le Dr Song a déclaré qu'il s'attend à ce que le champ surmonte ce défi au cours de la prochaine décennie. Avec des modèles miniatures du cerveau en main, les scientifiques pourraient aider à déduire comment les troubles neurodéveloppementaux se déroulent; comment les maladies neurodégénératives décomposent le tissu cérébral; et comment les cerveaux de différentes personnes pourraient réagir à différents traitements pharmacologiques.
Un jour (mais peut-être pas dans 10 ans), les scientifiques pourront même développer des «unités fonctionnelles» de tissu neural pour remplacer les zones endommagées du cerveau. "Et si vous avez une unité fonctionnelle, préfabriquée, que vous pourriez cliquer dans le cerveau endommagé?" Dit Song. En ce moment, le travail est très théorique, mais "je pense que dans la prochaine décennie, nous saurons" si cela pourrait fonctionner, at-il ajouté.
Changement climatique: systèmes énergétiques transformés
Au cours de cette décennie, l'élévation du niveau de la mer et des événements climatiques plus extrêmes ont révélé à quel point notre belle planète est fragile. Mais que réserve la prochaine décennie?
"Je pense que nous verrons une percée en matière d'action sur le climat", a déclaré Michael Mann, éminent professeur de météorologie à la Penn State University. "Mais nous avons besoin de politiques qui accéléreront cette transition, et nous avons besoin de politiciens qui soutiendront ces politiques", a-t-il déclaré à Live Science.
Au cours de la prochaine décennie, "la transformation des systèmes d'énergie et de transport en énergies renouvelables sera bien engagée, et de nouvelles approches et technologies auront été développées qui nous permettront d'y arriver plus rapidement", a déclaré Donald Wuebbles, professeur de sciences de l'atmosphère à la Université de l'Illinois à Urbana-Champaign. Et, "les effets climatiques croissants des intempéries et peut-être de l'élévation du niveau de la mer attirent enfin suffisamment l'attention des gens pour que nous commencions vraiment à prendre le changement climatique au sérieux".
C'est une bonne chose aussi, car sur la base de preuves récentes, il existe une possibilité plus effrayante et plus spéculative: les scientifiques pourraient sous-estimer les effets du changement climatique sur ce siècle et au-delà, a déclaré Wuebbles. "Nous devrions en apprendre beaucoup plus à ce sujet au cours des prochains décennie."
Physique des particules: trouver l'axion
Au cours de la dernière décennie, la plus grande nouvelle dans le monde des très petits a été la découverte du boson de Higgs, la mystérieuse "particule de Dieu" qui prête aux autres particules leur masse. Le Higgs était considéré comme le joyau du couronnement dans le modèle standard, la théorie régnante qui décrit le zoo des particules subatomiques.
Mais avec la découverte des Higgs, de nombreuses autres particules moins célèbres ont commencé à occuper le devant de la scène.Cette décennie, nous avons une chance raisonnable de trouver une autre de ces particules hypothétiques insaisissables, encore encore hypothétiques - l'axion, a déclaré le physicien Frank Wilczek, Nobel. lauréat au Massachusetts Institute of Technology. (En 1978, Wilczek a d'abord proposé l'axion). L'axion n'est pas nécessairement une seule particule, mais plutôt une classe de particules aux propriétés qui interagissent rarement avec la matière ordinaire. Axions pourrait expliquer une énigme de longue date: pourquoi les lois de la physique semblent agir de la même manière sur les particules de matière et leurs partenaires d'antimatière, même lorsque leurs coordonnées spatiales sont inversées, comme Live Science l'a précédemment signalé.
Et les axions sont l'un des principaux candidats à la matière noire, la matière invisible qui maintient les galaxies ensemble.
"Trouver l'axion serait une très grande réussite en physique fondamentale, surtout si elle passe par le chemin le plus probable, c'est-à-dire en observant un arrière-plan d'axion cosmique qui fournit la" matière noire "", a déclaré Wilczek. "Il y a de fortes chances que cela se produise au cours des cinq à dix prochaines années, car des initiatives expérimentales ambitieuses, qui pourraient y arriver, fleurissent dans le monde entier. Pour moi, pesant à la fois l'importance de la découverte et la probabilité qu'elle se produise, c'est la meilleure pari."
Parmi ces initiatives, il y a l'expérience Axion Dark Matter (ADMX) et le télescope solaire Axion du CERN, deux instruments majeurs qui recherchent ces particules insaisissables.
Cela dit, il existe également d'autres possibilités - nous pouvons encore détecter des ondes gravitationnelles, ou des ondulations dans l'espace-temps, émanant de la première période de l'univers, ou d'autres particules, connues sous le nom de particules massives qui interagissent faiblement, qui pourraient également expliquer la matière noire, a déclaré Wilczek. .
Exoplanètes: une atmosphère semblable à la Terre
Le 6 octobre 1995, notre univers s'est agrandi, en quelque sorte, quand une paire d'astronomes a annoncé la découverte de la première exoplanète en orbite autour d'une étoile semblable au soleil. Appelé 51 Pegasi b, l'orbe montrait une orbite confortable autour de son étoile hôte de seulement 4,2 jours terrestres et une masse environ la moitié de celle de Jupiter. Selon la NASA, la découverte a changé à jamais "la façon dont nous voyons l'univers et notre place en lui". Plus d'une décennie plus tard, les astronomes ont maintenant confirmé 4 104 mondes en orbite autour de notre système solaire. Cela fait beaucoup de mondes inconnus il y a un peu plus d'une décennie.
Donc, le ciel est la limite pour la prochaine décennie, non? Selon Sara Seager du Massachusetts Institute of Technology, absolument. "Cette décennie sera grande pour l'astronomie et la science des exoplanètes avec le lancement prévu du télescope spatial James Webb", a déclaré Seager, un scientifique planétaire et astrophysicien. Le successeur cosmique du télescope spatial Hubble, JWST, devrait être lancé en 2021; pour la première fois, les scientifiques pourront «voir» les exoplanètes dans l'infrarouge, ce qui signifie qu'ils peuvent même repérer des planètes faibles qui orbitent loin de leur étoile hôte.
De plus, le télescope ouvrira une nouvelle fenêtre sur les caractéristiques de ces mondes extraterrestres. "Si la bonne planète existe, nous serons en mesure de détecter la vapeur d'eau sur une petite planète rocheuse. La vapeur d'eau est indicative des océans d'eau liquide - puisque l'eau liquide est nécessaire pour toute la vie telle que nous la connaissons, ce serait très important ", A déclaré Seager à Live Science. "C'est mon espoir numéro un pour une percée." (Le but ultime, bien sûr, est de trouver un monde qui a une atmosphère similaire à celle de la Terre, selon la NASA; en d'autres termes, une planète avec des conditions capables de soutenir la vie.)
Et bien sûr, il y aura des douleurs de croissance, a noté Seager. "Avec le JWST et les très grands télescopes au sol qui devraient être mis en ligne, la communauté des exoplanètes a du mal à passer des efforts individuels ou en petite équipe à de grandes collaborations de dizaines ou de plus de cent personnes. Pas énorme par rapport à d'autres normes (par exemple, LIGO) mais c'est quand même difficile ", a-t-elle déclaré, faisant référence à l'Observatoire des ondes gravitationnelles des interféromètres laser, une énorme collaboration qui implique plus de 1000 scientifiques à travers le monde. Publié à l'origine sur Live Science.
