La physique peut nous éclairer sur l’origine de la vie

Dans le cadre de notre rubrique Donnons la parole à la relève scientifique, Nicolas Brodeur souhaite nous partager son point de vue sur l’importance de la physique.

Nicolas Brodeur est doctorant en Physique, il fait partie du groupe de recherche du professeur André Longtin et du Dr Andrew Seely à l’Université d’Ottawa. En 2017, LOJIQ a soutenu son projet de participation au Forum de l’industrie de la santé du Québec. Axé sur la collaboration entre les différents partis impliqués dans l’administration de soins de santé (industries, administrations / décideurs publiques, chercheurs académiques…), ce forum portait plus particulièrement sur l’optimisation des trajectoires de soins et l’intégration de solutions industrielles innovatrices.

On s’imagine bien mal entendre cette phrase lorsqu’une personne en détresse requiert une assistance médicale d’urgence. Dans cette situation, j’en conviens, la présence d’un médecin est sans doute préférable à celle d’un physicien. Pourtant, à l’hôpital, on remarque que les professionnels de la santé se fient de plus en plus aux appareils spécialisés pour établir leur diagnostic et traiter les patients. Pensons à ces immenses machines IRM (imagerie par résonance magnétique) qui reconstituent une image précise de vos organes en mesurant les propriétés physiques des atomes de votre corps. Plutôt incroyable, non ? À l’intérieur de ces instruments de pointe se cache des algorithmes complexes et le travail de nombreux physiciens et mathématiciens.

Au-delà des machines, les physiciens s’intéressent également à la façon dont les maladies se développent et affectent le corps humain. En fait, il s’avère que l’interaction entre les différents organes du corps humain est étonnamment similaire à d’autres systèmes que l’on retrouve dans la nature comme les systèmes météorologiques. Mais plutôt que de prédire le temps qu’il fera demain, notre but est de prédire l’évolution d’une maladie chez un patient. Pour mon projet de doctorat, je me concentre plus précisément sur la description physique du développement du cancer et la façon dont les tumeurs s’adaptent pour croître.

Un patient chez qui on suspecte une masse tumorale passera un examen d’imagerie afin d’en confirmer la présence et obtenir des détails sur son emplacement et sa grosseur. Plus important encore, la forme d’une tumeur, qu’elle soit sphérique ou irrégulière, lisse ou plutôt rugueuse, nous renseigne sur la façon dont les cellules tumorales qui la composent se comportent. Par exemple, les tumeurs très irrégulières tendent à s’infiltrer davantage dans les tissus sains environnants, ce qui favorise la propagation des cellules cancéreuses ailleurs dans le corps et rend les traitements d’autant plus difficiles. Ainsi, en collaboration avec une équipe de radiologues et de chirurgiens, j’analyse la structure complexe des tumeurs afin de prédire leur agressivité et d’évaluer l’urgence des traitements nécessaires.

Le cancer est un exemple typique où des cellules de notre corps se détournent de leurs fonctions et deviennent incontrôlables. Pour moi, la beauté de mon projet de recherche ne se limite pas aux applications cliniques, mais provient surtout des questions à saveur philosophique concernant la définition physique de la vie.

Si la biologie s’intéresse surtout aux organismes une fois qu’ils sont vivants, la physique peut nous éclairer sur l’origine de la vie elle-même. Après tout, les atomes qui nous composent, comme l’hydrogène, le carbone et l’oxygène, n’ont absolument rien de magique et ne sont pas vivants. Pourtant, ces mêmes atomes s’agencent de façon bien spécifique pour former des protéines, de l’ADN et éventuellement des cellules vivantes à la base de toute la biodiversité terrestre (et peut-être extra-terrestre !). La question existentielle est donc d’identifier les conditions dans lesquelles cette soupe de molécules permet l’émergence de la vie.

Vous aurez compris, la physique ne s’intéresse pas seulement qu’à l’imperceptiblement petit et au démesurément grand. À mi-chemin entre la petitesse des atomes et l’immensité de l’univers se trouvent des structures drôlement complexes, parmi les plus complexes que nous connaissions, capables de marcher, de parler et d’aimer. Mais comme toute machine dont la fiabilité diminue avec le temps, il est probable qu’un jour vous soyez contraints de séjourner à l’hôpital. Dans ces moments difficiles, sachez qu’une légion de physiciens veille sur vous.

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• Jade Boivin : Services publics, c’est votre tour de nous laisser vous parler d’amour
• Gabriel Laferrière : La reconversion de bâtiments industriels patrimoniaux
• Alexandre Gagnon : Comment les villes repensent-elles leur territoire face aux inondations ?
• Arsène Salifou : Analyse d’impact des activités anthropiques sur la forêt d’Agoua
• Nicolas Brodeur : La physique peut nous éclairer sur l’origine de la vie
• Joséphine Lapointe : Intégration professionnelle des PVTistes : étude et enjeux
• Annabelle Berthiaume : Les défis de l’intervention en contexte de gentrification