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Thème : l'IoBNT un sujet tabou ?

L'Internet des Bio-Nano Objets (IoBNT) est un concept qui combine la nanotechnologie, la biotechnologie et l'Internet des objets (IoT) pour créer un réseau de nanosystèmes biologiques et artificiels. Ces systèmes peuvent communiquer entre eux et avec des appareils plus volumineux via Internet, formant un réseau mondial d'appareils microscopiques capables d'effectuer des tâches complexes.

Voici les concepts clés:

1. Nanotechnologie: Désigne la manipulation de la matière à l'échelle nanométrique (un milliardième de mètre). Les dispositifs nanométriques peuvent être utilisés pour détecter, collecter des données et exécuter des fonctions dans des environnements biologiques.

2. Biotechnologie: Dans ce contexte, elle s'applique aux nanosystèmes biologiques qui interagissent avec le corps humain ou d'autres systèmes biologiques pour surveiller les paramètres physiologiques, diagnostiquer des maladies ou administrer des médicaments de manière ciblée.

3. Internet des objets (IoT): Réseau d'appareils connectés à Internet qui collectent, échangent et utilisent des données. L'IoBNT élargit ce concept en connectant non seulement des appareils électroniques, mais aussi des bio-nano-systèmes qui interagissent directement avec le corps ou l'environnement biologique.

Exemples d'applications:

* Médecine: Nano-dispositifs qui surveillent les signes vitaux dans le corps, délivrent des médicaments de manière ciblée ou détectent les cellules cancéreuses.

* Environnement: Nanocapteurs qui détectent les polluants ou les changements environnementaux au niveau moléculaire.

* Sécurité alimentaire: Systèmes Bio-nano pour surveiller la qualité et la sécurité des aliments.

Une émission de Jacky Cassou
Invités : Christine Cotton, biostatisticienne experte pour l'industrie pharmaceutique, Guillaume & Canelle, soignants militants. 💪🏽🔥🙏🏻

Quelques liens sur le sujet Internet des nano-choses (IoBNT)

https://cordis.europa.eu/project/id/715022

https://www3.weforum.org/docs/WEF_IoB_briefing_paper_2020.pdf

https://cordis.europa.eu/article/id/125228-panacea-delivering-peoplecentric-cybersecurity-solutions-in-healthcare

https://ec.europa.eu/commission/presscorner/api/files/document/print/fr/ip_13_54/IP_13_54_FR.pdf

https://epthinktank.eu/2022/08/02/stoa-study-on-the-ethical-and-societal-challenges-ofthe-approaching-technological-storm/

https://www.growkudos.com/publications/10.1063%252F5.0153423/reader

https://www.itu.int/en/ITU-T/academia/kaleidoscope/2019/Documents/Presentations/Keynote%20speech_Ian_Akyildiz.pdf

https://europepmc.org/article/MED/30155262#free-full-text

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Le fonctionnement concret de l’Internet des Bio-Nano Things (IoBNT) repose sur l’interaction entre des nanosystèmes (dispositifs ou organismes de taille nanométrique), des bioéléments et des réseaux de communication. Ces composants fonctionnent ensemble pour collecter, traiter et transmettre des informations, souvent dans un contexte biologique ou environnemental.

Voici une explication détaillée de son fonctionnement :

1.Principaux composants de l'IoBNT

- Bio-Nano Devices (Bio-Nano Things) : Ces dispositifs peuvent être des nanoparticules, des nanocapteurs ou des nanoactionneurs qui fonctionnent au niveau moléculaire ou cellulaire. Ils peuvent être artificiels, biologiques ou un hybride des deux.

- Nanocapteurs :
Appareils capables de détecter des molécules, des cellules, des signaux électriques ou chimiques spécifiques dans le corps ou l'environnement.

- Nanoactionneurs :
Composants qui peuvent interagir avec l'environnement biologique pour effectuer une action, comme libérer des médicaments ou détruire des cellules malignes.

- Passerelles ou interfaces : systèmes plus grands, tels que des smartphones, des ordinateurs ou d'autres appareils IoT, qui agissent comme un point de connexion entre le monde bio-nano et Internet.

- Réseaux de communication :
Canaux qui permettent la transmission des données collectées par les appareils bio-nano. Il peut s’agir de réseaux sans fil, du Wi-Fi, de la 5G ou même de nouveaux types de communication moléculaire qui imitent la façon dont les cellules communiquent entre elles.

2. Fonctionnement de base de l'IoBNT

1. Détection et collecte de données (Sensing) :

- Les nanocapteurs sont insérés dans le corps (pour les applications médicales) ou placés dans l'environnement (pour les applications environnementales).

- Ces capteurs sont conçus pour détecter des conditions spécifiques, telles que la présence de biomarqueurs dans le sang, des modifications chimiques dans un organe ou des polluants dans l'air ou l'eau.

- Par exemple, un nanocapteur pourrait détecter une concentration élevée de glucose dans le sang d'une personne diabétique.

2. Traitement et transmission des informations :

- Une fois les données détectées, les nanocapteurs les traitent et, si nécessaire, les transmettent à des appareils externes via une passerelle.

- Les nanosystèmes peuvent communiquer à l'aide de signaux chimiques ou électriques ou, dans certains cas, à l'aide de communications moléculaires qui imitent la communication entre cellules.

- Pour envoyer des informations à un appareil externe, comme un smartphone ou un serveur, des technologies sans fil telles que le Wi-Fi ou la 5G sont utilisées.

Cependant, dans certains contextes, des modes de communication plus innovants sont développés, fonctionnant au niveau moléculaire ou sur des ondes radio extrêmement courtes.

3.Traitement externe et réponse :

- Les données transmises peuvent être analysées localement (par exemple sur un smartphone) ou envoyées vers un cloud pour des traitements plus complexes, utilisant des algorithmes avancés, de l'intelligence artificielle ou des modèles prédictifs.

- Si une condition anormale est détectée (par exemple, un biomarqueur d'une maladie), une réponse peut être déclenchée. Il peut s'agir par exemple de l'administration automatique d'un médicament via un nano-actionneur ou d'une alerte envoyée au patient ou au médecin.

4.Action ciblée :

- Dans certaines applications, les nanosystèmes ne se contentent pas de collecter des données mais agissent directement. Par exemple, un nanodispositif pourrait administrer une dose de médicament directement à une tumeur sans endommager les tissus environnants.

- Dans les systèmes environnementaux, des nanocapteurs pourraient détecter un polluant et activer un processus de neutralisation chimique.

3.Exemples d'applications pratiques de l'IoBNT

- Médecine personnalisée :
Un nanosystème inséré dans l'organisme pourrait suivre l'état de santé du patient en temps réel, par exemple en détectant la glycémie, les infections ou l'efficacité d'un traitement.

En cas d'anomalie, les données sont transmises au médecin ou déclenchent une action directe, comme l'administration d'un médicament.

-Détection du cancer :
Les nanosystèmes pourraient identifier des marqueurs tumoraux dès les premiers stades de la maladie et agir en conséquence, en administrant des traitements ciblés sans effets secondaires.

- Surveillance environnementale : des nanocapteurs présents dans l'air ou dans l'eau pourraient détecter la présence de polluants ou d'agents pathogènes et envoyer une alerte en temps réel aux systèmes de contrôle environnemental pour qu'ils prennent des contre-mesures.

4. Technologies de communication IoBNT

- Communication moléculaire : Méthode de transmission de données qui imite la façon dont les cellules communiquent via des signaux chimiques. Cette méthode est particulièrement adaptée à la communication au sein du corps humain ou dans des environnements biologiques.

- Communication sans fil à ondes courtes : Contrairement aux technologies traditionnelles comme le Wi-Fi, des méthodes de transmission de données basées sur des ondes radio à très haute fréquence ou même des signaux photoniques se développent pour de si petits appareils.

5. Défis technologiques

- Énergie : Les nanosystèmes doivent être extrêmement économes en énergie, car leur petite taille limite la capacité des batteries traditionnelles. Certains nanosystèmes utilisent l’énergie de l’environnement, comme la chaleur corporelle ou le mouvement, pour s’alimenter.

En résumé, l’IoBNT fonctionne en créant un écosystème de minuscules dispositifs bio-nanotechnologiques capables de collecter et de transmettre des informations provenant d’environnements biologiques, comme le corps humain, ou de l’environnement, permettant ainsi des diagnostics et des interventions en temps réel.

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✅Mais que sont les nanocapteurs de l’IoBNT ?

Les nanocapteurs sont des dispositifs de taille nanométrique (entre 1 et 100 nanomètres) conçus pour détecter des variables chimiques, biologiques ou physiques spécifiques. Ils sont construits à l’aide de matériaux et de structures spéciaux qui leur permettent de fonctionner au niveau moléculaire. Les matériaux utilisés pour fabriquer les nanocapteurs doivent présenter des caractéristiques particulières, telles qu'une sensibilité élevée, une stabilité et une capacité à interagir avec l'environnement. Ci-dessous, je vais vous expliquer de quoi ils sont faits exactement :

1. Nanomatériaux utilisés dans les nanocapteurs

- Nanoparticules métalliques :
- Or (Au) et argent (Ag) : Ces métaux nobles sont couramment utilisés dans les nanocapteurs en raison de leurs propriétés optiques et plasmoniques, qui permettent la détection de molécules à l'échelle nanométrique. Les nanoparticules d'or, par exemple, sont souvent utilisées pour les capteurs basés sur des signaux optiques (tels que les biocapteurs) en raison de leur stabilité et de leur facilité de fonctionnalisation.

- Nanotubes de carbone (NTC) :

- Les nanotubes de carbone sont des structures cylindriques constituées de graphène, une seule couche d'atomes de carbone. Ils sont extrêmement résistants et conducteurs et peuvent être utilisés dans des capteurs électroniques pour détecter des changements dans les propriétés électriques lorsqu'ils entrent en contact avec des molécules spécifiques. Ils sont très utiles pour détecter des gaz ou des biomolécules.

-Graphène :

- Le graphène est une seule couche d'atomes de carbone disposés dans un réseau hexagonal. Il possède des propriétés électriques exceptionnelles et est utilisé dans les nanocapteurs pour détecter de très petits changements du courant électrique lorsque des molécules ou des produits chimiques se fixent à sa surface. Il est utilisé dans les biocapteurs et les capteurs chimiques en raison de sa haute sensibilité.

- Nanofils :

- Les nanofils, généralement constitués de silicium ou de métaux tels que l'oxyde de zinc (ZnO) et le dioxyde de titane (TiO₂), sont utilisés pour créer des capteurs qui répondent aux changements électriques ou chimiques. Leur structure allongée offre une grande surface d’interaction avec les molécules cibles, améliorant ainsi la sensibilité.

- Polymères conducteurs :

- Des polymères tels que le polypyrolium et la polyaniline sont utilisés dans les capteurs car ils peuvent réagir à des stimuli chimiques, modifiant ainsi leurs propriétés électriques. Ils sont utiles pour fabriquer des capteurs chimiques ou biologiques car ils peuvent être modifiés chimiquement pour détecter des molécules spécifiques.

2. Fonctionnalisation chimique des nanocapteurs

En plus des matériaux de base, les nanocapteurs doivent être fonctionnalisés pour être sélectifs envers une substance ou une biomolécule spécifique. Ceci est réalisé en liant des molécules de reconnaissance particulières à la surface des nanomatériaux. Quelques exemples de molécules fonctionnalisantes sont :

- Anticorps : Ceux-ci se lient spécifiquement à des antigènes ou des biomolécules cibles, comme des protéines ou des virus. Cela permet aux nanocapteurs de détecter des biomarqueurs spécifiques dans les fluides corporels (comme c'est le cas avec les biocapteurs pour la détection de maladies).

- Enzymes : utilisées pour les capteurs chimiques ou biologiques, où la réaction catalysée par l'enzyme provoque un changement mesurable, comme dans le cas des capteurs de glucose.

- ADN ou ARN : les séquences d'acides nucléiques peuvent être utilisées pour reconnaître des traits génétiques spécifiques, utiles dans les nanocapteurs pour le diagnostic génétique ou la détection de maladies basées sur l'ARN/ADN viral.

- Récepteurs chimiques : molécules synthétiques conçues pour lier des produits chimiques spécifiques, utiles dans les capteurs de détection de gaz, de polluants ou de produits chimiques toxiques.

3. Types de nanocapteurs basés sur le principe de détection

- Nanocapteurs optiques : utilisent des phénomènes tels que la plasmonique (interaction de la lumière avec des nanoparticules métalliques, notamment d'or ou d'argent) pour détecter les changements de réfraction de la lumière lorsqu'une molécule cible se lie à la surface du capteur.

- Nanocapteurs électrochimiques : utilisent des nanomatériaux (tels que des nanotubes de carbone ou des nanofils) pour détecter les changements dans les signaux électriques. Ces capteurs sont souvent utilisés pour surveiller les changements de pH, les concentrations ioniques ou les réactions redox.

- Nanocapteurs mécaniques : basés sur des nanostructures telles que des micro- et nano-échelles ou des nanofils qui peuvent détecter de très petits changements de masse ou de force lorsqu'une molécule cible s'attache au capteur.

4. Intégration avec la biochimie
Dans les biocapteurs, les nanocapteurs peuvent être directement intégrés aux structures biologiques. Par exemple:

- Nanocapteurs ADN :
Les nanomatériaux peuvent être fonctionnalisés avec des sondes ADN qui reconnaissent des séquences génétiques spécifiques, permettant ainsi le diagnostic de maladies génétiques ou d'infections virales.

- Nanomatériaux pour la détection des protéines : Certains nanocapteurs peuvent être fonctionnalisés avec des anticorps ou des aptamères qui se lient à des protéines spécifiques, telles que des marqueurs tumoraux, pour un diagnostic précoce du cancer.

5. Exemples concrets de matériaux utilisés

- Nanoparticules d'or (AuNP) : utilisées dans les biocapteurs pour la détection optique, car elles modifient leurs propriétés optiques lorsqu'elles interagissent avec des biomolécules.

- Nanoparticules d'argent (AgNP) : Utilisées pour la détection chimique ou bactériologique en raison de leurs propriétés antibactériennes et du changement de réponse optique en présence de bactéries ou de composés chimiques spécifiques.

- Nanofils de silicium (SiNW) : Utilisés dans les capteurs électroniques pour la détection de gaz ou de biomolécules, grâce à leur haute conductivité et sensibilité aux variations chimiques.

- Oxyde de zinc (ZnO) : Utilisé pour les nanocapteurs piézoélectriques ou électrochimiques en raison de ses propriétés électroniques, optiques et piézoélectriques.

En résumé:
Les nanocapteurs sont constitués de matériaux avancés tels que des nanoparticules métalliques (or, argent), des nanotubes de carbone, du graphène, des nanofils et des polymères conducteurs. Ces matériaux sont souvent fonctionnalisés avec des biomolécules (anticorps, enzymes, ADN) pour être très sélectifs. Ces nanosystèmes permettent la détection de changements chimiques, biologiques ou physiques, ce qui les rend utiles pour des applications en médecine, en environnement, en sécurité alimentaire et bien plus encore. 🕵🏻‍♂️

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🕵🏻‍♂️Comment les « nanocapteurs » pourraient-ils influencer l’humeur ou d’autres fonctions corporelles par le biais d’interventions indirectes ?

1. Nanorobotique et nanocapteurs

- Nanorobots : Ce sont des appareils miniatures capables d'effectuer des tâches complexes au niveau cellulaire. Bien que les nanorobots soient encore en développement et ne soient pas encore entièrement réalisés, ils pourront peut-être un jour :

- Libération de médicaments :
Les nanorobots pourraient être conçus pour administrer des médicaments ou des molécules thérapeutiques de manière ciblée, par exemple directement dans le cerveau, afin d'influencer les neurotransmetteurs ou d'autres fonctions neurologiques.

- Interagir avec les tissus nerveux : Ils pourraient être conçus pour interagir avec des cellules nerveuses ou des synapses, influençant potentiellement l'activité cérébrale et, indirectement, l'humeur.

- Nanomatériaux : Certains nanomatériaux peuvent avoir des effets biologiques spécifiques. Par exemple:
- Administration de médicaments : les nanoparticules peuvent être utilisées pour transporter des médicaments à travers la barrière hémato-encéphalique (BEB) et les libérer dans des zones spécifiques du cerveau. Cela pourrait être utilisé pour traiter les troubles neurologiques qui affectent l’humeur.

- Modulation des Neurotransmetteurs :
Certaines études suggèrent que les nanomatériaux pourraient affecter les niveaux de neurotransmetteurs, mais il s’agit encore d’un domaine de recherche active et non d’une pratique établie.

2.Interventions indirectes

Bien que les nanocapteurs eux-mêmes ne modifient pas directement l'humeur, les données collectées par les nanocapteurs peuvent être utilisées en combinaison avec d'autres technologies pour effectuer des interventions indirectes :

- Surveillance et Régulation :
Les données collectées par les nanocapteurs peuvent fournir des informations détaillées sur l’état neurologique ou l’efficacité d’un traitement. Ces données peuvent guider les décisions de traitement pour influencer l'humeur ou d'autres fonctions cognitives grâce à des interventions pharmacologiques ou d'autres techniques.

- Feedback et thérapies personnalisées :
Les systèmes combinant surveillance et intervention peuvent utiliser les données des nanocapteurs pour personnaliser et ajuster les traitements en temps réel. Par exemple, si des capteurs détectent un changement dans les niveaux de neurotransmetteurs, un système pourrait ajuster automatiquement l’administration du médicament.

3. Considérations éthiques et sécurité

Toute technologie qui affecte directement ou indirectement l’humeur ou les fonctions cérébrales soulève d’importantes considérations éthiques et de sécurité :

- Confidentialité et consentement : Il est essentiel de garantir que les personnes sont informées et donnent leur consentement pour la surveillance et l'intervention, notamment lorsqu'il s'agit de données sensibles telles que les données cérébrales.

- Sécurité et efficacité : les technologies doivent être testées de manière approfondie pour garantir qu'elles sont sûres et efficaces et qu'elles ne présentent aucun effet secondaire indésirable ni risque inattendu.

Conclusion
Même si les nanocapteurs eux-mêmes ne modifient pas directement l’humeur, les technologies avancées associées, telles que les nanorobots et les nanomatériaux destinés à l’administration ciblée de médicaments, pourraient potentiellement avoir un impact indirect sur l’humeur. Cependant, ces interventions restent une frontière de la recherche et doivent être gérées avec soin pour garantir la sécurité et l'éthique.

Découvertes biotechnologiques et nanotechnologiques dans les "vaccins"

Nous parlons de la recherche et de la conférence de la biotechnologue Lorena de Iblasi, ainsi que des découvertes des Drs. Marcela Sangorrin, Dr. Martin Monteverde, Dr. David Nonis, concernant des éléments chimiques rares comme l'arsenic, l'aznium, l'uranium et le thulium, introduits dans les "vaccins" injectables. Nous examinons également l'utilisation des points quantiques de graphène dans les maladies cérébrales et leur toxicité.

#biotechnologie #nanotechnologie #composésrares #graphène #pointsquantiques

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https://digital.csic.es/bitstream/10261/215241/1/Li_NanAdv_2020_editorial.pdf

🇫🇷"Dans AstraZeneca, dans un seul flacon, nous rencontrons jusqu'à 54 éléments chimiques non déclarés", explique la biotechnologue Lorena Diblasi.
« Certains ministères de la santé du monde devraient se montrer dignes de procéder à une analyse de ces pistes »

🇬🇧 “In AstraZeneca in a single vial we encounter up to 54 undeclared chemical elements”, says biotechnologist Lorena Diblasi “The world's health ministry should be pleased to carry out an analysis of these avenues”

🇮🇹 “In AstraZeneca in una sola fiala incontriamo fino a 54 elementi chimici non dichiarati”, afferma la biotecnologa Lorena Diblasi “Il ministero della Salute mondiale dovrebbe essere lieto di effettuare un'analisi di queste vie”

https://madridmarket.es/en-astrazeneca-en-un-solo-vial-encontramos-hasta-54-elementos-quimicos-no-declarados-senala-la-biotecnologa-lorena-diblasi/

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🕵🏻‍♀️J'ai trouvé plusieurs projets européens officiels liés à l'« Internet des objets bio-nano » (IoBNT) et à des domaines similaires en nanotechnologie et biotechnologie :

1. Reconfigurable Bio-Nano Hybrid Metasurface for Biosensing (ROBOT Sensing) : ce projet a développé des nanostructures hybrides bio-nano innovantes pour améliorer la biodétection. Il visait à améliorer les diagnostics au point de service en créant des métasurfaces reconfigurables pour la détection de biomolécules telles que les protéines et les acides nucléiques. Le projet met en évidence les avancées dans la fabrication de dispositifs durables pour les diagnostics de santé et même les applications de sécurité alimentaire [oai_citation:3,Reconfigurable Bio-nano Hybrid Metasurface for Biosensing | ROBOT Sensing | Project | News & Multimedia | H2020 | CORDIS | European Commission](https://cordis.europa.eu/project/id/101030869/reporting).

2. Bio-Inspired Self-assembled Nano-Enabled Surfaces (BISNES) : Axé sur la conception et la fabrication de surfaces nanostructurées qui imitent les surfaces biomoléculaires, BISNES explore des applications dans le domaine du biodiagnostic ultra-sensible et de la découverte de médicaments. Ces nanostructures interagissent avec les biomolécules pour améliorer les dispositifs de diagnostic et les surfaces médicales [oai_citation:2,Bio-Inspired Self-assembled Nano-Enabled Surfaces | BISNES | Projet | Actualités et multimédia | FP7 | CORDIS | Commission européenne](https://cordis.europa.eu/project/id/214538/reporting).

3. Projet PhytoENM : Cette initiative applique la nanotechnologie à l'agriculture, en s'intéressant en particulier aux nanomatériaux manufacturés (ENM) et à leur interaction avec les cellules végétales. Le projet utilise de nouvelles techniques d'analyse comme la SC-ICP-MS pour étudier les ENM à base de métaux et leurs risques potentiels [oai_citation:1,Application de nouvelles méthodes d'analyse pour élucider les interactions bio-nano au niveau des cellules individuelles dans les plantes | PhytoENM | Projet | Actualités et multimédia | H2020 | CORDIS | Commission européenne](https://cordis.europa.eu/project/id/101031051/reporting).
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🇬🇧 I found several official European projects related to the “Internet of Bio-Nano Things” (IoBNT) and similar areas in nanotechnology and biotechnology:

1. Reconfigurable Bio-Nano Hybrid Metasurface for Biosensing (ROBOT Sensing): This project developed innovative bio-nano hybrid nanostructures to improve biosensing. It aimed to improve point-of-care diagnostics by creating reconfigurable metasurfaces for the detection of biomolecules such as proteins and nucleic acids. The project highlights advances in the fabrication of sustainable devices for health diagnostics and even food safety applications [oai_citation:3,Reconfigurable Bio-nano Hybrid Metasurface for Biosensing | ROBOT Sensing | Project | News & Multimedia | H2020 | CORDIS | European Commission](https://cordis.europa.eu/project/id/101030869/reporting).

2. Bio-Inspired Self-assembled Nano-Enabled Surfaces (BISNES): Focusing on the design and fabrication of nanostructured surfaces that mimic biomolecular surfaces, BISNES explores applications in ultra-sensitive biodiagnostics and drug discovery. These nanostructures interact with biomolecules to improve diagnostic devices and medical surfaces [oai_citation:2,Bio-Inspired Self-assembled Nano-Enabled Surfaces | BISNES | Project | News & Multimedia | FP7 | CORDIS | European Commission](https://cordis.europa.eu/project/id/214538/reporting).

3. PhytoENM Project: This initiative applies nanotechnology to agriculture, with a particular focus on engineered nanomaterials (ENMs) and their interaction with plant cells. The project uses new analytical techniques such as SC-ICP-MS to study metal-based ENMs and their potential risks [oai_citation:1,Application of new analytical methods to elucidate bio-nano interactions at the single cell level in plants | European Commission].(https://cordis.europa.eu/project/id/101031051/reporting