Le prix Nobel de physiologie ou de médecine 2021 est attribué aux scientifiques qui ont découvert les mécanismes de détection du toucher et de la température
Le prix Nobel de physiologie ou médecine 2021 a été attribué conjointement à David Julius et Ardem Patapoutian, pour leurs travaux visant à découvrir les récepteurs qui nous permettent de percevoir la température et la pression.
Image d’entête : Illustration décrivant comment le philosophe René Descartes a imaginé comment la chaleur transmet des signaux mécaniques au cerveau. (The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Ill)
Ci-dessous : les portraits officiels des lauréats du prix Nobel de physiologie ou médecine 2021, David Julius et Ardem Patapoutian Ill. (Niklas Elmehed/ Nobel Prize Outreach)
Notre sens du toucher est constitué d’un réseau complexe de sensations, impliquant la température, la pression mécanique, le plaisir et la douleur. Il était difficile de comprendre comment le corps peut faire la différence entre, par exemple, la chaleur agréable de la lumière du soleil sur notre peau et la douleur de toucher une plaque de cuisinière chaude.
Mais une percée majeure a eu lieu dans les années 1990, lorsque David Julius et son équipe ont commencé à étudier les récepteurs qui réagissent à la douleur de la chaleur. Pour ce faire, ils ont utilisé de la capsaïcine, le composé chimique qui crée la sensation de brûlure associée aux piments. À l’époque, on ignorait comment ce composé agissait, aussi l’équipe de David Julius a-t-elle parcouru une bibliothèque d’ADN pour identifier les gènes spécifiques associés à ce processus.
Des expériences exposant des cellules en culture à la capsaïcine ont finalement révélé un seul gène codant pour une protéine réagissant à la chaleur. Nommé plus tard TRPV1, ce récepteur s’active à des températures supérieures à 43 °C, ouvrant un canal ionique qui envoie un signal de douleur au cerveau.
David Julius a utilisé la capsaïcine des piments pour identifier TRPV1, un canal ionique activé par la douleur de la chaleur. D’autres canaux ioniques apparentés ont été identifiés et nous comprenons maintenant comment différentes températures peuvent induire des signaux électriques dans le système nerveux. (The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Ill./ Mattias Karlén)
La découverte du TRPV1 a conduit à la découverte d’autres récepteurs de température, dont le TRPM8 qui est activé par le froid. Le TRPM8 a été identifié indépendamment par Julius et par Ardem Patapoutian, son co-lauréat du prix Nobel.
À la même époque, Ardem Patapoutian et son équipe étudiaient les récepteurs qui réagissent à la pression mécanique. Après avoir remarqué qu’une certaine lignée cellulaire produisait un signal électrique lorsqu’on la poussait, l’équipe a éliminé des gènes de manière séquentielle jusqu’à ce qu’elle en trouve un qui, lorsqu’il était désactivé, empêchait les cellules de répondre à la poussée. À partir de là, ils ont trouvé le coupable : de nouveaux canaux ioniques qu’ils ont nommés Piezo1 et Piezo2.
Patapoutian a utilisé des cellules mécanosensibles en culture pour identifier un canal ionique activé par la force mécanique. Après un travail minutieux, Piezo1 a été identifié. Sur la base de sa similarité avec ce dernier, un deuxième canal ionique a été trouvé (Piezo2). (The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Ill./ Mattias Karlén)
Une étude plus approfondie a révélé que cette classe de canaux joue une variété de rôles essentiels dans le sens du toucher et d’autres processus physiologiques, tels que le maintien de la pression sanguine, la respiration et le contrôle de la vessie.
Ensemble, les découvertes de Julius et Patapoutian ont ouvert la voie à un vaste ensemble de travaux visant à élucider les mystères de notre sens du toucher.
Les découvertes fondamentales des lauréats du prix Nobel de cette année ont expliqué comment la chaleur, le froid et le toucher peuvent déclencher des signaux dans notre système nerveux. Les canaux ioniques identifiés sont importants pour de nombreux processus physiologiques et pathologies. (The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Ill./ Mattias Karlén)
Les autres prix Nobel 2021 seront décernés tout au long de la semaine.
Sur le site du Nobel Prize : The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2021.