Le prix Nobel de physiologie ou médecine 2021 est attribué conjointement au physiologiste américain David Julius et au biologiste moléculaire et neuroscientifique arméno-américain Ardem Patapoutian. Leurs travaux pionniers expliquent comment la chaleur, le froid et le toucher activent des signaux dans notre système nerveux.
Percevoir la chaleur, le froid et le toucher est vital pour notre survie et nos interactions quotidiennes. Ces sensations semblent naturelles, mais les lauréats ont élucidé le mystère de la conversion des stimuli thermiques et mécaniques en impulsions nerveuses.
David Julius a utilisé la capsaïcine, composé piquant des piments, pour identifier un capteur dans les terminaisons nerveuses cutanées sensible à la chaleur. Ardem Patapoutian a découvert une nouvelle classe de capteurs répondant aux pressions sur la peau et les organes internes. Ces avancées ont propulsé la recherche, affinant notre compréhension des perceptions sensorielles et comblant des lacunes clés dans l'interaction sens-environnement.
Dans les années 1990, David Julius, de l'Université de Californie à San Francisco, a étudié comment la capsaïcine induit une sensation de brûlure. Bien que connue pour activer les nerfs de la douleur, son mécanisme restait inexpliqué.
Photo : David Julius a identifié TRPV1 via la capsaïcine, un canal ionique activé par la chaleur douloureuse. D'autres canaux connexes expliquent la détection de diverses températures.
Julius a constitué une bibliothèque de millions de fragments d'ADN de neurones sensoriels. En les exprimant dans des cellules insensibles à la capsaïcine, ils ont isolé le gène responsable, codant pour TRPV1, un canal ionique activé par la chaleur douloureuse.
TRPV1 a ouvert la voie à d'autres récepteurs thermiques. Julius et Patapoutian ont identifié TRPM8 via le menthol, sensible au froid, et d'autres canaux pour différentes températures. Des souris modifiées génétiquement ont confirmé leur rôle.
Photo : Patapoutian a découvert Piezo1 et Piezo2 dans des cellules mécanosensibles, canaux activés par la force mécanique.
Pour le toucher, Patapoutian, de Scripps Research à La Jolla, a utilisé des cellules réagissant à la pression. Parmi 72 gènes candidats, ils ont identifié Piezo1, puis Piezo2, exprimé dans les neurones sensoriels.
Photo : Les découvertes des lauréats expliquent la transduction des signaux thermiques et mécaniques, essentiels en physiologie et pathologie.
Le silençage de Piezo1/2 a rendu les cellules insensibles à la pression. Piezo2 est crucial pour le toucher et la proprioception ; Piezo1/2 règlent la tension artérielle, la respiration et le contrôle vésical.
Ces découvertes sur TRPV1, TRPM8 et Piezo channels révèlent comment nous percevons et nous adaptons à notre environnement. Elles inspirent des traitements contre la douleur chronique et d'autres pathologies.
