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Ancien lauréat
Bourse commémorative E.W.R. Steacie de 2005

Neil Branda

Chimie organique

Simon Fraser University


Neil Branda
Neil Branda

Fabriquer de nouvelles molécules ne suffit pas pour Neil Branda, chimiste spécialiste des matières organiques et l’un des six lauréats de la Bourse commémorative E.W.R. Steacie du CRSNG de 2005. Il veut être capable de les contrôler – dans vos ordinateurs, dans vos lunettes et même dans votre organisme.

Fondement : « Pouvez-vous imaginer qu’il soit nécessaire de dévisser une ampoule chaque fois que vous voulez l’éteindre? Eh bien, cette analogie s’applique à la façon dont nous utilisons un grand nombre de médicaments. Nous possédons les connaissances nécessaires pour concevoir des médicaments efficaces, mais nous ne disposons pas de moyens pour réguler facilement leur activité après qu’ils ont été administrés », mentionne M. Branda, qui est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en science des matériaux à la Simon Fraser University.

Problématique : Comment créer de puissantes molécules que l’on peut activer et désactiver aussi facilement qu’en utilisant une télécommande? Selon M. Branda, il s’agit simplement de pouvoir commuter ou manipuler à distance la structure d’une molécule. « Lorsqu’on arrive à contrôler la structure d’une molécule, on peut contrôler sa fonction », explique-t-il.

S’exprimant à voix feutrée et avec émerveillement, comme un amateur d’art devant le David de Michel-Ange, M. Branda donne l’exemple de la menthe verte et du carvi. Pour notre odorat, les riches parfums du thé à la menthe et des graines de carvi semblent fondamentalement différents. Pourtant, les molécules qui créent ces deux senteurs sont identiques du point de vue de la structure — sauf qu’elles sont des images-miroirs l’une de l’autre. Il s’agit là d’une transposition qui en dit long sur les changements que l’on peut effectuer lorsqu’on peut commuter à distance la structure de base d’une molécule.

Recherche de pointe : La majeure partie des recherches effectuées au laboratoire de M. Branda porte sur la création de molécules organiques commutables qui ont des applications en sciences des matériaux, notamment en matière de stockage de données numériques, de communication, de détection, ou de fabrication de meilleures lunettes qui se teintent selon l'intensité de la lumière. Par exemple, certains visionnaires croient que la prochaine génération de puces informatiques pourrait combiner molécules et science optique pour traiter des données à la vitesse de la lumière. À l’heure actuelle, les combinaisons innombrables de 0 et de 1 qui codent l’information sur un disque dur sont stockées électroniquement, et on y accède de la même façon. Mais ce système pourrait éventuellement être remplacé par un système optique beaucoup plus rapide qui utiliserait différentes couleurs de lumière pour commuter des molécules organiques en ce qui serait l’équivalent des états 0 et 1. Cependant, le problème en apparence insoluble que pose l’utilisation des systèmes optiques est qu’ils font également appel à la lumière pour lire l’information, ce qui change ou efface cette dernière. Afin de contourner cette difficulté, l’équipe de recherche de M. Branda a développé des photocommutateurs qui pourraient employer la fluorescence pour lire des données optiques sans les modifier ou les détruire.

Prochaine étape : Peu de chercheurs pensent à guider les ondes optiques pour les utiliser en télécommunications un jour et pour lutter contre le cancer le jour suivant, mais M. Branda est un penseur débridé qui tente de réussir la régulation chimique tout en laissant libre cours à ses propres visions intellectuelles.

« Nous avons prouvé que nous pouvons fabriquer des molécules et changer leur structure en utilisant leurs propriétés de commutation pour obtenir de nouvelles caractéristiques, que ce soit leur couleur ou leur fluorescence, explique M. Branda. Maintenant, il est temps de s’attaquer à ce qui constitue selon moi le vrai défi : commuter la structure et utiliser les changements obtenus pour influer sur les sciences de la santé et la médecine. »

Dans le cadre de ses travaux à titre de boursier Steacie du CRSNG, M. Branda collaborera avec des chercheurs en sciences de la santé pour étudier des méthodes d’administration et d’activation de médicaments, notamment pour traiter le cancer. Le domaine de la thérapie photodynamique a connu des réussites remarquables, par exemple la molécule VisudyneMD, activée par la lumière et créée par QLT, de Vancouver, pour traiter la dégénérescence maculaire liée à l’âge. Toutefois, selon M. Branda, cette convergence des phénomènes chimiques avec la médecine n’en est encore qu’à ses débuts.

« Il existe aujourd’hui de nombreux médicaments qui seraient efficaces, mais qui sont trop toxiques. On ne peut pas leur faire atteindre une cible sans causer beaucoup de dommages », commente le scientifique.

L'équipe de recherche de M. Branda mettra l’accent sur la création de systèmes d’administration de médicaments masqués et de médicaments qui peuvent être photocommutés d’une forme inactive à une forme active. On a pensé à insérer un médicament entre des molécules photocommutables. Lorsque la lumière frappera ces molécules, leur forme changera, et elles libèreront leur charge utile pour porter leur coup thérapeutique.

M. Branda partagera également ses compétences avec une équipe internationale de chercheurs de 4D LABS, une nouvelle installation de recherche d’une valeur de 35 millions de dollars créée à la Simon Fraser University pour accélérer la commercialisation de matériaux nouveaux et de nanodispositifs. (Les quatre D en anglais du nom du laboratoire signifient la conception, le développement et la démonstration de dispositifs prototypes.) Les commutateurs moléculaires de M. Branda seront incorporés dans des dispositifs moléculaires électroniques et photoniques qui pourraient entraîner des progrès majeurs en technologie de l’information et en technique sanitaire.