La recherche des trois consiste à comprendre comment les cellules détectent et s’adaptent à la disponibilité de l’oxygène ; les applications de ces résultats sont déjà en cours dans les traitements contre l’anémie et peuvent mener à des stratégies de traitement de certaines formes de cancer.
William Kaelin et Gregg Semenza, États-Unis, et Peter Ratcliffe, du Royaume-Uni, remportent le prix Nobel de médecine
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Les Américains William Kaelin et Gregg Semenza et les Britanniques Sir Peter Ratcliffe sont les lauréats du Prix Nobel de médecine 2019. La recherche des trois consiste à comprendre comment les cellules détectent et s’adaptent à la disponibilité de l’oxygène.
Selon le comité Nobel, les applications dérivées de ces résultats, faites dans les années 1990, sont déjà appliquées aux traitements contre l’anémie et peuvent mener à des stratégies de traitement de certaines formes de cancer (voir ci-dessous).
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L’importance de la recherche est due, ont déclaré les experts, au fait que les cellules doivent être en mesure de percevoir la quantité d’oxygène disponible pour adapter leur activité métabolique.
Cela se produit, par exemple, lorsque le corps humain va à haute altitude ou souffre d’une blessure — cela provoque une diminution de la quantité d’oxygène disponible, activant la réponse dite hypoxique des cellules.
« Les trois lauréats ont élargi leurs connaissances sur la façon dont la réponse physiologique rend la vie possible », a déclaré Randall Johnson, membre du comité Nobel et professeur de physiologie moléculaire et de pathologie à l’Université de Cambridge.
Les scientifiques Peter Ratcliffe, Gregg Semenza et William Kaelin (à gauche. -dir.), lauréats du Prix Nobel de médecine ou de physiologie 2019.
- William G. Kaelin Jr. , un Américain de 61 ans, est professeur à la Harvard University Medical School aux États-Unis.
- Sir Peter J. Ratcliffe , un directeur britannique de la recherche clinique de 65 ans au Francis Crick Institute de Londres.
- Gregg Semenza , un Américain de 63 ans, est professeur à l’Université Johns Hopkins, également aux États-Unis.
Les trois divisent le prix de 9 millions de SEK, soit environ 3,72 millions de dollars.
Comprendre la découverte
Depuis le début du 20ème siècle, on savait déjà que la baisse des niveaux d’oxygène a conduit à une augmentation de la production de globules rouges : plus le corps a de globules rouges, plus il peut obtenir d’oxygène.
« On sait déjà que les cellules sont sensibles aux niveaux d’oxygène de l’air. C’est connu. Ils [scientifiques] ont découvert comment cela se passe au niveau moléculaire », explique André Schwambach, professeur à l’Institut de biologie à Unicamp.
« C’est un mécanisme physiologique de base qui nous a permis de coloniser la Terre à différentes altitudes, parce que les niveaux de a déclaré Patrik Ernfors, professeur de neurodéveloppement moléculaire à l’Institut Karolinska en Suède et membre du Comité Nobel.
La nouveauté de la recherche était de comprendre comment l’oxygène lui-même contrôlait ce processus de création de globules rouges. La conclusion n’a été attribuée que cette année parce qu’il est maintenant clair comment ce mécanisme fonctionne.
« Il est très clair que nous comprenons maintenant ce commutateur biologique fondamental », a expliqué Randall Johnson.
Le scientifique Gregg Semenza, l’un des lauréats du Prix Nobel de médecine de cette année.
Le chercheur Gregg Semenza a pu identifier un complexe protéique appelé HIF. Il induit le gène qui provoque la production d’un plus grand nombre de globules rouges.
Lorsque les niveaux d’oxygène dans l’environnement sont élevés, le corps a besoin de moins de globules rouges. Pour cette raison, il est produit, mais est rapidement détruit. Lorsque la quantité d’oxygène dans l’environnement diminue, d’autre part, les niveaux de HIF augmentent, car ce complexe cesse d’être détruit.
Le scientifique Peter Ratcliffe, l’un des lauréats du Prix Nobel de médecine de cette année.
Le scientifique Peter Ratcliffe a également étudié comment ce gène qui produisait des globules rouges dépendait de la quantité d’oxygène dans l’environnement. Les deux groupes de recherche ont réalisé que ce mécanisme de détection de l’oxygène existait dans presque tous les tissus — et pas seulement dans les cellules rénales, où l’hormone qui conduit à la production de globules rouges est normalement produite.
Ils ne connaissaient pas encore le mécanisme exact de la destruction du HIF quand il y avait trop d’oxygène dans l’environnement.
Le scientifique William Kaelin, l’un des lauréats du prix Nobel de médecine de cette année.
C’est alors que le spécialiste du cancer William Kaelin Jr est venu sur les lieux. Il a fait des recherches sur la maladie de von Hippel-Lindau, où la personne reçoit des copies mutantes du gène VHL et devient donc plus vulnérable à certains types de cancer. Kaelin s’est rendu compte que ce gène VHL était en quelque sorte impliqué dans la façon dont la cellule réagissait à des situations à faible teneur en oxygène.
Ratcliffe a alors réussi à comprendre comment la VHL a aidé à détruire le HIF dans des situations où il y avait trop d’oxygène.
En fin de compte, les scientifiques ont dévoilé comment les niveaux d’oxygène régulaient l’interaction entre le VHL et le HIF. Entre autres mécanismes, ils se sont rendu compte que la fonction du HIF qui activait les gènes pour produire plus de globules rouges dépendait d’un processus régulé à partir de l’oxygène.
Applications
Lauréats du Prix Nobel de médecine de cette année : William Kaelin, Sir Peter J. Ratcliffe et Gregg Semenza.
« La première demande, qui vient d’être approuvée en Chine, concerne le traitement de l’anémie », explique Randall Johnson, membre du comité Nobel.
En plus de la drogue dans le pays, qui a été approuvé en regardant la découverte (voir ci-dessous) sont testés cliniquement chez les patients cancéreux, selon la revue « Science ».
L’oncologue Fernando Maluf, de Beneficência Portuguesa, à São Paulo, explique que la recherche peut conduire à des traitements futurs contre, principalement, les tumeurs qui poussent dans des environnements à faible teneur en oxygène et qui sont très agressifs, tels que la tête, le cou et le col de l’utérus.
Pour ce type de cancer, explique l’oncologue, il y a encore une aggravation que la réponse aux traitements conventionnels — comme la radio ou la chimiothérapie — est plus faible en raison de l’absence de vascularisation adéquate.
« Toutes ces connaissances n’étaient pas si profondes. Comprendre ces variations de l’environnement et comprendre ces protéines qui changent dans l’environnement d’hypoxie [avec peu d’oxygène], on pourrait être en mesure de nuire aux mécanismes par lesquels le cancer se développe — ce serait extrêmement important », dit-il.
Il fait toutefois remarquer que des solutions immédiates pour le traitement de la maladie ne peuvent être attendues de la découverte.
Réactions des scientifiques
Le secrétaire du comité Thomas Perlmann appelle l’un des gagnants pour annoncer la nouvelle.
Le secrétaire du comité Nobel Thomas Perlmann a également fait part au public de la réaction des gagnants à la nouvelle.
« Le dernier que j’ai appelé était William Kaelin, dont je n’avais pas le numéro. J’ai réussi à trouver sa sœur, que je me suis réveillée, et elle m’a donné deux numéros. J’ai appelé le premier numéro — et non, la personne a dit que c’était le mauvais numéro », a-t-il raconté. « Mais le deuxième chiffre était correct, et j’ai réussi à me rendre à Bill Kaelin. Il était vraiment heureux, presque sans voix », a-t-il dit.
Le scientifique William Kaelin, l’un des lauréats du prix Nobel de médecine de cette année.
« Je suis dans un état de choc. C’est une merveilleuse nouvelle, mais mon cœur continue à courir », a déclaré Kaelin, peu après l’annonce publique qu’il avait remporté le prix.
Le chercheur Gregg Semenza, en recevant l’appel du comité, a commenté le fait que les trois scientifiques sont également des médecins.
« Je pense qu’il est très important qu’il y ait des gens qui se trouvent à la frontière entre la recherche et la médecine pour faciliter la découverte de connaissances qui se traduiront par des améliorations à la pratique clinique », a-t-il déclaré.
Le scientifique Gregg Semenza, l’un des lauréats du Prix Nobel de médecine de cette année.
« Personne ne s’attend à [gagner]. Même après que les gens vous disent depuis 20 ans ou plus que cela se produira, personne n’attend », a-t-il dit. « J’étais sans voix quand je l’ai découvert. »
« Je pense que la personne la plus éveillée était Sir Peter Ratcliffe, qui était au bureau. Je pense que Gregg Semenza était endormi — et très heureux d’entendre les nouvelles. Ils ont aussi dit qu’ils étaient heureux de partager