Nobel de médecine, David Julius et Ardem Patapoutiani par récepteurs de température et de contact

2021/10/04 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

L'Institut Karoliska a annoncé que l'Américain David Julius et le Libanais Ardem Patapotiani recevront à parts égales le Prix Nobel de médecine ou de physiologie. Les deux ont développé leur carrière scientifique aux États-Unis. et, selon la Fondation Nobel, ses travaux ont été un point de départ incontournable pour d'autres chercheurs et fondamentaux pour comprendre comment nous percevons l'environnement.
David Julius et Ardem Patapoutian, Prix Nobel de médecine ou de physiologie 2021 Ed. Ill. Niklas Elmehed © Nobel Prize

Plus précisément, David Julius a identifié les capteurs de température présents dans les terminaisons nerveuses de la peau et décrit son mécanisme. Ardem Patapoutian a fait de même en ce qui concerne la pression, identifiant dans le capteur de contact tant sur la peau que sur les organes internes et clarifiant son fonctionnement.

Récepteur de chaleur à partir de la capsaïcine

David Julius a basé sa recherche sur la capsaïcine, une substance qui donne de la minutie aux poivrons épicés. Il était connu que cette substance stimule les nerfs et produit une sensation de douleur, mais ils ne savaient pas pourquoi mécanisme se produit.

Pour y répondre, Julius et ses compagnons ont créé une collection de millions de fragments d'ADN avec des gènes représentés en neurones sensoriels à la douleur, à la chaleur et au toucher. Julius a proposé l'hypothèse que la collection aurait un morceau d'ADN qui codifierait la protéine capable de réagir à la capsaïcine.

Les gènes ont été exprimés individuellement dans des cellules qui ne réagissent pas normalement avec la capsaïcine, et ont finalement réussi à identifier quel gène est capable de réagir à la cellule avec la capsaïcine. À partir de là, le récepteur de la capsaïcine, appelé TRPV1, a été identifié. Étudiant la réaction de cette protéine par rapport à la chaleur, ils ont noté qu'elle est activée avec des températures considérées douloureuses.

La découverte du TRPV1 a été une avancée majeure, ce qui a permis d'identifier davantage les capteurs de température. David Julius et Ardem Patapoutian ont utilisé séparément le menthol pour identifier le TRPM8, un récepteur activé par le froid.

Plus de canaux d'ions liés aux récepteurs TRPV1 et TRPM8 ont été découverts et activés à différentes températures. Ainsi, à partir de la découverte de Julius, on a pu comprendre comment la température influence le système nerveux.

Toucher et pression

Les capteurs mécaniques étaient déjà identifiés dans les bactéries, tandis que le mécanisme du toucher n'était pas encore connu dans les vertébrés. L'objectif d'Ardem Patapoutian était de le clarifier.

Au début, Patapoutian et ses compagnons ont identifié une ligne cellulaire qui, en touchant avec une micropipette, produisait un signal électrique. Ils pensaient que le récepteur qui s'activait avec cette force mécanique serait un canal d'ions. L'étape suivante a identifié 72 gènes candidats qui pouvaient coder le récepteur. Ces candidats, désactivés un par un, ont identifié ce qui répondait au stimulus mécanique.

Sans ce gène, les cellules ne réagissaient pas en touchant de la micropipette. Ils découvrirent ainsi le canal d'ions qui réagissait avec le toucher, appelé Piézo1. Un autre gène ressemblait à celui-ci: Pièce2. Les deux se sont avérés clés dans la réaction à la pression des membranes cellulaires.

Par la suite, il a été démontré que Piézo2 joue un rôle fondamental dans la perception de la position et du mouvement du corps lui-même, c'est-à-dire dans la proprioception. Plus tard, on a vu que les canaux Piezo1 et Piezo2 régulent d'importants processus physiologiques comme la pression artérielle, la respiration et le contrôle de la vessie.

Ainsi, la Fondation Nobel a souligné que les travaux récompensés cette année ont été fondamentaux pour comprendre de nombreux processus physiologiques. De même, cette connaissance est utilisée pour le développement de traitements de toutes sortes de maladies, y compris la douleur chronique.