Le prix Nobel de médecine a été décerné aux Américains David Julius et Ardem Patapoutian pour avoir découvert les récepteurs de la température et du toucher, révélant ainsi comment les stimuli sont transférés au système nerveux, ce qui a conduit au développement de traitements contre la douleur aiguë et chronique.
Le prix Nobel de médecine 2021 a été annoncé lundi lors d’une conférence de presse de l’Assemblée Nobel à l’Institut Karolinska de Stockholm.
David Julius a identifié un capteur dans les terminaisons nerveuses de la peau qui réagit à la chaleur et Ardem Patapouitian une nouvelle classe de capteurs qui réagissent aux stimuli mécaniques dans la peau et les organes internes, révélant ainsi des « chaînons manquants cruciaux » dans la compréhension de la relation entre les sens et l’environnement, selon l’Assemblée Nobel.
L’arrêt souligne que les découvertes « pionnières » des deux scientifiques ont permis de comprendre « comment la chaleur, le froid et les stimuli mécaniques peuvent déclencher les impulsions nerveuses qui nous permettent de percevoir le monde qui nous entoure et de nous y adapter ».
« Cette découverte révèle l’un des secrets de la nature », a déclaré Thomas Perlmann, secrétaire du comité Nobel, lors de la conférence de presse au cours de laquelle l’annonce a été faite, ajoutant qu’il s’agit d’un mécanisme « crucial pour notre survie ». Il s’agit d’une découverte « très importante et profonde ».
Le président du comité Nobel de médecine, Niels Borth, a noté que la douleur est présente dans de nombreuses affections et que les récepteurs identifiés par les lauréats « seront une cible pour le développement de médicaments à l’avenir ».
Les mécanismes qui sous-tendent les sens font l’objet de spéculations depuis des siècles, explique le Karolinska Institute, qui rappelle que, dès le XVIIe siècle, le philosophe français René Descartes imaginait des fils reliant différentes parties de la peau au cerveau.
Les Américains Joseph Erlanger et Herbert Gasser ont reçu le prix Nobel de médecine en 1944 pour avoir découvert divers types de fibres nerveuses réagissant à différents stimuli. Il a ensuite été démontré que les cellules nerveuses sont spécialisées dans la détection et la transformation de différents types de stimuli.
Mais une question fondamentale restait à résoudre : comment ces stimuli étaient convertis en impulsions électriques dans le système nerveux.
Les piments forts et la sensation de chaleur
À la fin des années 1990, Julius et son équipe de chercheurs de l’université de Californie ont entrepris d’étudier comment la capsaïcine, l’alcaloïde responsable de la saveur particulière du piment, provoquait la sensation de brûlure dans la bouche lors de la mastication du fruit.
Après avoir créé une bibliothèque de millions de fragments d’ADN correspondant aux gènes exprimés dans les neurones sensoriels qui peuvent réagir à la douleur, à la chaleur et au toucher, ils ont fini par en identifier un qui pouvait rendre les cellules sensibles à la chaleur, baptisé TRPV1.
Cette découverte a ouvert la voie à la découverte d’autres récepteurs sensibles à la température, comme le TRPM8, activé par le froid et identifié séparément par les lauréats du prix Nobel de cette année.
Maintenant que les mécanismes de la sensation de température avaient été révélés, l’étape suivante consistait à découvrir comment d’autres stimuli étaient convertis dans nos sens du toucher et de la tension, ce que devait faire Ardem Patapoutian, un Américain d’origine libanaise travaillant au Scripps Research, également en Californie.
M. Patapoutian a d’abord trouvé une lignée cellulaire qui émettait un signal électrique mesurable, dans laquelle chaque cellule était prélevée à l’aide d’une micropipette. Il a ensuite identifié le gène responsable de la force mécanique d’étirement, de la perception de la pression dans la peau et les vaisseaux sanguins.
Et il a baptisé ce gène, ainsi qu’un autre similaire découvert plus tard, du mot grec signifiant pression : piezo.
D’autres études ont révélé que le récepteur Piezo2 est essentiel pour la sensation du toucher et joue un rôle déterminant dans la sensation de la position et du mouvement du corps.
« Ils nous aident à distinguer une brise légère de la piqûre d’un cactus, et ils nous disent aussi quand notre tension artérielle a augmenté ou quand notre vessie est pleine », a déclaré M. Patapoutian il y a quinze jours, alors que lui et son collègue Julius recevaient chaque année le prix Frontières de la connaissance de la Fondation BBVA.
Au début de l’année, la Fondation BBVA a distingué les deux chercheurs par ce prix, dans la catégorie Biologie et biomédecine, pour la même découverte qui leur vaut aujourd’hui le prix Nobel.
Le prix Nobel de médecine 2021 : 98 000 euros
David Julius (New York, 1955) a obtenu son doctorat en 1984 à l’université de Californie à Berkeley et a poursuivi ses études à l’université Columbia avant d’être recruté par l’université de Californie, où il exerce depuis 1989.
Ardem Patapoutian (Beyrouth, 1967) s’est installé aux États-Unis alors qu’il était jeune et qu’il fuyait la guerre dans son pays. Il a obtenu son doctorat au California Institute of Technology en 1996 et travaille au Scripps Research depuis 2000.
Julius et Patapoutian succèdent à Harvey J. Alter et Charles M. Rice, des États-Unis, et à Michael Houghton, du Royaume-Uni, qui ont obtenu le prix Nobel l’année dernière pour avoir découvert le virus de l’hépatite C.
Tous deux se partageront les 10 millions de couronnes suédoises (980 000 euros, 1,1 million de dollars) dont les prix sont dotés cette année.
La ronde des prix Nobel se poursuivra demain avec le prix de physique et les jours suivants avec les prix de chimie, de littérature, de paix et d’économie, dans cet ordre.
