Le CRSNG annonce les lauréats des bourses Arthur B. McDonald

Les travaux de Marie-Claire Arrieta ont permis de mieux comprendre comment le microbiome , l’ensemble des micro-organismes présents dans et sur notre corps, influence la santé dès la petite enfance. Avec son équipe de recherche, elle étudie l’influence des communautés microbiennes sur le développement du système immunitaire, le métabolisme et le risque de maladies à long terme. Ses travaux ont révélé qu’un développement sain ne dépend pas uniquement de la génétique, mais aussi des relations écologiques qui s’établissent entre les hôtes et les microbes après la naissance.

La Dre Arrieta a ouvert de nouvelles perspectives en démontrant que les champignons intestinaux régulent activement le développement immunitaire et métabolique. En s’appuyant sur des données issues de cohortes longitudinales de nourrissons, sur des modèles gnotobiotiques (dont le microbiome est entièrement connu) et sur des analyses multicouches avancées (analyses « multi-omiques »), son laboratoire a mis en évidence la manière dont des perturbations des communautés microbiennes au début de la vie peuvent altérer le développement du système immunitaire et accroître le risque de maladies inflammatoires chroniques. Son équipe a également découvert comment le genre fongique Malassezia s’adapte au lait maternel humain, offrant ainsi un éclairage inédit sur les processus écologiques qui façonnent le microbiome du nourrisson.

Les découvertes de la Dre Arrieta transforment la compréhension scientifique du développement durant la petite enfance, révélant que la santé humaine ne dépend pas seulement de la génétique, mais résulte d’une interaction complexe entre les hôtes et leurs communautés microbiennes.

Kathryn Grandfield réalise des avancées majeures dans notre capacité à visualiser les tissus vivants et les biomatériaux. Avec son équipe de recherche, elle a mis au point des techniques de microscopie multidimensionnelle permettant de capturer des structures biologiques aux échelles atomique, chimique et tissulaire, révélant ainsi les mécanismes de formation et de remodelage osseux, ainsi que les interactions avec les matériaux implantés. Leurs travaux fournissent de nouveaux outils pour le développement de traitements et de thérapies médicales de nouvelle génération.

La réussite des remplacements articulaires et des implants dentaires repose sur des processus biologiques qui se déroulent à une échelle bien trop réduite pour les techniques d’imagerie conventionnelles. Pour surmonter cet obstacle, la Dre Grandfield a élaboré un dispositif de microscopie combinant la tomographie par sonde atomique, la microscopie par faisceau d’ions et la microscopie électronique en milieu liquide. Cette approche permet d’examiner des échantillons avec un niveau de détail inédit, tout en préservant leurs structures d’origine. Grâce à cette méthode, elle et son équipe ont mis en évidence la « nano-ostéointégration » , un phénomène où l’os et la surface de l’implant s’intègrent au niveau atomique et ont identifié, au sein de l’os humain, des structures minérales jusqu’alors inconnues qui étaient restées indétectées pendant des décennies.

En révélant des phénomènes biologiques autrefois invisibles, la Dre Grandfield transforme notre compréhension des tissus squelettiques et jette les bases de nouveaux implants, de thérapies régénératives et de biomatériaux de pointe.

Feng Jiang met au point des matériaux durables capables de rivaliser avec les produits dérivés du pétrole en matière de performance, de coût et d’impact environnemental. Ses travaux de recherche transforment des résidus forestiers sous-utilisés en bioproduits à haute valeur ajoutée, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour soutenir le développement d’une bioéconomie à faible intensité de carbone.

Si de nombreux matériaux renouvelables s’avèrent prometteurs en laboratoire, leur production s’avère souvent trop coûteuse ou trop gourmande en ressources pour permettre une adoption à grande échelle. Pour relever ce défi, l’équipe de recherche du Dr Jiang a mis au point des méthodes extensibles de production de nanomatériaux lignocellulosiques , des matériaux minuscules dérivés de fibres végétales , en utilisant des solvants recyclables et respectueux de l’environnement. Ces innovations ont considérablement amélioré la durabilité du processus de production, tout en permettant la création de produits de pointe, allant des aérogels super-isolants et emballages biodégradables aux textiles durables et matériaux de structure.

Au-delà du laboratoire, le Dr Jiang travaille en étroite collaboration avec des communautés des Premières Nations et des partenaires industriels afin de transformer ces découvertes en applications concrètes et en opportunités économiques.

Lawrence Kazak fait progresser notre compréhension de la manière dont l’organisme dépense de l’énergie. Ses recherches portent sur les mécanismes moléculaires qui permettent aux cellules adipeuses de convertir les nutriments en chaleur , un processus appelé thermogenèse, qui joue un rôle crucial dans l’obésité, les maladies métaboliques et la santé du squelette.

Pendant des décennies, les scientifiques ont cru que la thermogenèse au sein du tissu adipeux reposait essentiellement sur une seule protéine, appelée UCP1. Le Dr Kazak a remis en question cette conception en découvrant le « cycle futile de la créatine », une voie thermogénique jusqu’alors inconnue qui permet aux cellules adipeuses de brûler de l’énergie indépendamment de l’UCP1. Son équipe de recherche a par la suite démontré que ces mécanismes fonctionnent en parallèle pour maximiser la dépense énergétique ; une découverte qui a profondément transformé notre compréhension fondamentale de la biologie du tissu adipeux.

Ces avancées ont stimulé des travaux de recherche à l’échelle internationale, offrant aux scientifiques de nouvelles cibles pour mieux comprendre, surveiller et, à terme, traiter les troubles métaboliques et squelettiques.

Les recherches de Nicolas Papernot portent sur les défaillances potentielles des systèmes d’apprentissage automatique, leur vulnérabilité à la manipulation et les risques de divulgation d’informations sensibles. Il travaille également à l’élaboration de méthodes visant à rendre ces systèmes plus sûrs, plus fiables et plus responsables.

Pour les gouvernements, les entreprises et les citoyens du monde entier, garantir un comportement sûr et prévisible des systèmes d’intelligence artificielle est devenu un enjeu crucial. Le Dr Papernot a contribué à fonder le domaine de l’apprentissage automatique antagoniste (adversarial machine learning) en démontrant comment des systèmes d’IA, bien qu’apparemment performants, peuvent être systématiquement induits en erreur par des données d’entrée conçues à cet effet. Depuis, lui et son équipe de recherche ont mis au point des techniques pour renforcer la robustesse et la confidentialité des modèles d’apprentissage automatique, tout en proposant de nouvelles approches de vérification indépendante. Son équipe a notamment élaboré des méthodes fondées sur des « preuves à divulgation nulle de connaissance » (zero-knowledge proofs), permettant d’auditer des propriétés essentielles des systèmes d’IA sans pour autant révéler les modèles propriétaires ou les données d’entraînement sensibles.

À mesure que l’intelligence artificielle se voit confier davantage de responsabilités au sein de nos milieux de travail et de notre société, les travaux du Dr Papernot contribuent à garantir que ces systèmes puissent faire l’objet d’une vérification indépendante et d’une gouvernance responsable, conditions indispensables pour susciter la confiance du public.

Corinna Schindler transforme la manière dont les chimistes élaborent des molécules complexes. Avec son équipe de recherche, elle développe des réactions chimiques innovantes qui s’appuient sur des catalyseurs et la lumière pour créer des structures moléculaires essentielles à la médecine, à la science des matériaux et à la biologie chimique. Grâce à une série de découvertes majeures, elle a résolu des problèmes de longue date qui, pendant des décennies, ont freiné les progrès de la chimie de synthèse.

De nombreux traitements thérapeutiques prometteurs et matériaux de pointe restent difficiles à produire, car les transformations chimiques nécessaires à leur élaboration sont inefficaces ou complexes à réaliser. L’équipe du Dr Schindler innove en proposant de nouvelles stratégies pour surmonter ces obstacles. Elle a notamment mis en place la première plateforme catalytique générale dédiée à la métathèse carbonyl-oléfine , une réaction longtemps considérée comme l’un des grands défis non résolus de la chimie de synthèse. Elle a également développé une méthode utilisant la lumière visible pour synthétiser des azétidines, des structures moléculaires précieuses et de plus en plus recherchées dans la recherche pharmaceutique.

Ces avancées ouvrent de nouvelles perspectives de découverte dans les domaines de la médecine, de la science des matériaux et de la biologie chimique.