Le Nobel de médecine couronne trois pionniers de l’optogénétique, l’interrupteur lumineux du cerveau

Karl Deisseroth, 54 ans, enseigne à l’université Stanford, en Californie ; Peter Hegemann, 71 ans, à l’université Humboldt de Berlin ; Georg Nagel, 73 ans, à l’université de Wurtzbourg. Les trois chercheurs se partageront à parts égales les 12 millions de couronnes suédoises du prix, environ 1,2 million de dollars. L’appel de Stockholm est arrivé à 0 h 27, heure de Californie, et Karl Deisseroth l’a manqué. C’est sur le téléphone de son épouse, la neuro-oncologue Michelle Monje-Deisseroth, que le comité a rappelé quelques secondes plus tard, raconte l’université Stanford.

Une algue, une protéine, un interrupteur

Tout part d’une algue verte unicellulaire, Chlamydomonas reinhardtii. Peter Hegemann cherchait à comprendre comment elle nage vers la lumière. Au début des années 2000, Georg Nagel et lui y ont découvert la channelrhodopsine, une protéine qui, éclairée en bleu, ouvre un canal par lequel des ions entrent dans la cellule. Karl Deisseroth a introduit le gène de cette protéine dans des neurones de rat : en 2005, il déclenchait un signal nerveux en les éclairant d’une lumière bleue. Deux ans plus tard, son interrupteur fonctionnait dans le cerveau de souris vivantes, grâce à une fibre optique très fine implantée dans le cerveau.

L’optogénétique a changé la neuroscience. Les techniques antérieures ne permettaient pas de prouver un lien de cause à effet entre l’activité d’une zone du cerveau et une fonction, souligne le communiqué de l’Assemblée Nobel. La nouvelle méthode, elle, allume ou éteint un type précis de neurones à la milliseconde près, détaille le site Neuroscience News. Des laboratoires du monde entier s’en servent pour étudier la mémoire, la peur ou les circuits de la récompense.

De la souris à l’œil humain

Avec Anatol Kreitzer, de l’université de Californie à San Francisco, Karl Deisseroth a identifié deux circuits nerveux qui jouent un rôle clé dans la maladie de Parkinson, puis fait régresser des symptômes de la maladie chez la souris, rappelle Stanford. D’autres équipes ont disséqué par la lumière les circuits de la dépression, de l’addiction ou du stress post-traumatique.

Chez l’homme, l’optogénétique en est à ses débuts. Membre du comité Nobel, Anna Wedell l’a décrite lundi comme un outil de recherche fondamentale, éprouvé surtout chez l’animal. Elle a cité un seul exemple d’utilisation chez l’homme : dans une maladie rare de l’œil qui détruit les photorécepteurs et rend aveugle, des chercheurs ont introduit une protéine sensible à la lumière dans les neurones restants de la rétine et rendu une partie de la vue à un patient. Aux États-Unis, l’Agence américaine des médicaments (FDA) a accepté en septembre d’examiner la demande d’autorisation de Mogenry, une thérapie génique optogénétique du laboratoire Nanoscope destinée aux adultes atteints de rétinopathie pigmentaire avec une perte de vision sévère, a rapporté la revue Optometry Times.

Karl Deisseroth est aussi psychiatre : il reçoit à Stanford des patients atteints de dépression résistante aux traitements ou de troubles du spectre autistique, selon l’université. Il a mis au point une autre technique, CLARITY, qui rend le tissu cérébral transparent pour l’observer au microscope. Peter Hegemann et lui avaient déjà reçu en 2021 le prix Lasker de recherche médicale fondamentale, partagé avec Dieter Oesterhelt.

Interrogé par l’université californienne, Karl Deisseroth s’est réjoui que le comité ait choisi un trio couvrant tout le parcours de la découverte, des premières recherches sur les algues jusqu’aux expériences de neurosciences les plus avancées. Le prix de physique sera annoncé mardi, celui de chimie mercredi.