Projet ANR-12-ASTR-0039 – PIERGEN : Projet Impulsions Electriques Radiofréquences et Guerre Electronique: Etude des interactions ondes-vivant
Programme : Accompagnement spécifique des travaux de recherches et d’innovation Défense (ASTRID) 2012
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Madame Marie-Pierre ROLS (Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale)
Partenaires : Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives; Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale
Montant : 293792.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 36 mois
Résumé : Les rayonnements électromagnétiques, qu’ils soient ou non d’origine naturelle, sont omniprésents dans notre environnement. Leurs effets sur les organismes vivants, bénéfiques ou néfastes, dépendent du niveau de champ, de la puissance  et de la durée d’exposition. Les comprendre, les maîtriser est un enjeu capital pour la recherche civile et militaire. 
Les champs électriques endogènes jouent des rôles importants en biologie (excitation nerveuse, transport d’ions, sécrétion d’hormones, régénération de tissus), processus couplés au potentiel transmembranaire des cellules. Des impulsions électriques externes peuvent modifier le potentiel de repos des cellules et les perméabiliser. Ce processus, nommé électroperméabilisation ou électroporation, est une méthode de vectorisation reconnue. Son utilisation en cancérologie est prometteuse. Ses développements en thérapie génique se heurtent à son efficacité limitée. Une des stratégies consisterait à perturber l’enveloppe nucléaire, par utilisation d’impulsions très courtes et très intenses, pour permettre le passage de l’ADN dans le noyau. La connaissance des phénomènes membranaires et cellulaires induits par ce type d’impulsions n’est que très partielle. 
Les applications électromagnétiques émergentes développées pour la Défense utilisent des ondes qui utilisent des impulsions du même type : impulsions brèves, de forte amplitude sur des périodes limitées. Dans l’objectif de neutraliser l’électronique de l’adversaire sans atteinte des personnes, il est nécessaire de connaitre leurs effets biologiques afin de déterminer leurs seuils de nocivité. Cette lacune dans la connaissance des seuils d'expositions restreint l’utilisation de ces futures armes. Les travaux antérieurs réalisés en électroperméabilisation « classique » avec des impulsions monopolaires, non représentatives des impulsions rayonnées par les systèmes utilisés par la défense, mettent en évidence la perméabilisation des membranes cellulaires. D'autres effets, susceptibles d'apparaître à plus bas niveaux de champ, doivent faire l'objet de nouvelles investigations.
L’objectif du projet PIERGEN est de déterminer les effets de deux types d’ondes (BUE : Bande Ultra Etroite de types radar et BL : Bande Large). Ce projet sera réalisé en synergie entre le CNRS de Toulouse et le CEA Gramat. Ces deux laboratoires ont une compétence historique internationalement reconnue dans leur domaine. Des systèmes d’exposition non classique en électroperméabilisation, proches de ceux de la Défense (impulsions bipolaires et oscillatoires), seront utilisés. Les verrous scientifiques et technologiques sont de repousser les limites actuelles des connaissances en adaptant nos outils existants et en en développant de nouveaux. La stratégie consiste à utiliser des systèmes biologiques d’étude à complexité croissante  (vésicules lipidiques, cellules en culture, sphéroïdes multicellulaires, petit animal) afin d’étudier les effets directs ou indirects que ces impulsions peuvent avoir sur les cellules et les organites intracellulaires. 
La conception et la réalisation des applicateurs d’ondes est le premier volet du projet. Ces applicateurs, de dimensions centimétriques et submillimétriques, offriront la possibilité d’étudier à l’échelle du laboratoire les effets des impulsions sur les différents systèmes biologiques. Le deuxième volet du projet concerne l’étude des mécanismes moléculaires et cellulaires induits par les interactions onde-vivant. Le champ d’investigations concerne les différents constituants du vivant, de la molécule à l’organisme complet. Afin de pouvoir visualiser les phénomènes, différentes techniques de microscopie seront utilisées. Les effets directs sur les membranes (déformation, perte d’asymétrie transverse, perméabilisation, fusion) et leurs conséquences sur les cellules et tissus (mortalité, perte de cohésion, altération du cytosquelette, perméabilité de vaisseaux murins sains ou tumoraux, croissance tumorale) seront étudiés.