Deux américains William G. Kaelin Jr et Gregg L. Semenza et un Britannique Sir Peter J. Ratcliffe ont reçu, hier lundi 7 octobre, le prix Nobel de médecine pour leurs travaux sur la façon dont les cellules s’adaptent aux variations de leur approvisionnement en oxygène. « Le prix Nobel de cette année récompense des travaux ayant révélé les mécanismes moléculaires à l’œuvre dans l’adaptation des cellules à l’apport variable d’oxygène » dans le corps, a justifié l’Institut Karolinska, qui remet le Nobel de médecine. Les découvertes des chercheurs couronnés cette année ouvrent des perspectives prometteuses dans le traitement du cancer et de l’anémie. « L’importance fondamentale de l’oxygène est connue depuis des siècles » et son fonctionnement dans le métabolisme animal mieux compris depuis Lavoisier, « mais le processus d’adaptation des cellules aux variations de niveau d’oxygène est longtemps resté un mystère », a expliqué l’Assemblée Nobel de l’Institut Karolinska, qui avait reçu 633 nominations cette année. Altitude, exercice physique, anémie: ces mécanismes jouent également un rôle central dans la croissance des tumeurs. Elle dépend de l’apport en oxygène du sang, en particulier pour certains cancers à progression rapide, comme celui du foie, qui consomment tellement d’énergie qu’ils brûlent tout l’oxygène disponible autour d’eux. « D’intenses efforts dans les laboratoires universitaires et les entreprises pharmaceutiques se concentrent maintenant sur le développement de médicaments capables d’interférer à différents stades d’une pathologie, en activant ou en bloquant le mécanisme de captation de l’oxygène », selon le jury Nobel.
EPO
Kaelin, 61 ans, travaille au Dana-Farber Cancer Institue à Boston et enseigne à l’Université d’Harvard. Semenza, 63 ans, dirige le programme de recherche vasculaire au Johns Hopkins Institute de recherche sur l’ingénierie cellulaire. Anobli en 2014 par la reine Elisabeth, Ratcliffe, 65 ans, est le directeur de la recherche clinique au Francis Crick Institute de Londres et du Target Discovery Institute d’Oxford. Semenza a étudié le gène de l’EPO, qui permet à l’organisme de créer plus de globules rouges, et isolé les segments d’ADN spécifiques qui l’aident à s’adapter à de faibles niveaux d’oxygène. En cas de manque d’oxygène, « l’organisme fabrique une hormone appelée EPO. La grande question, c’était de savoir comment les cellules étaient capables de sentir qu’elles n’avaient pas assez d’oxygène pour que l’organisme produise de l’EPO. Ce sont les travaux de ces chercheurs qui ont permis de le comprendre », explique à l’AFP Olivier Hermine, médecin et chercheur à l’Institut Necker enfants malades à Paris. Ce mécanisme est basé sur l’action de gènes appelés HIF (pour « facteur induit par l’hypoxie », c’est-à-dire par le manque d’oxygène). Ratcliffe et Semenza ont ensuite appliqué ces connaissances pour montrer que le mécanisme de détection de l’oxygène était présent dans pratiquement tous les tissus humains. Kaelin a travaillé sur un autre gène, le VHL, présent sous une forme anormale chez des patients ayant hérité d’un risque élevé de cancers. Menés dans les années 90 et 2000, les travaux récompensés ont permis de démontrer que HIF et VHL étaient liés, et que l’adaptation de l’organisme au manque d’oxygène dépendait de leur interaction. Ces découvertes mènent à deux approches différentes selon les maladies, explique à l’AFP Volker Haase, chercheur à l’université américaine Vanderbilt. Pour des affections comme l’anémie, l’enjeu est de s’appuyer sur ces découvertes pour stimuler la production d’oxygène. A l’inverse, dans certains cancers, il s’agit de la contrecarrer pour étouffer les tumeurs. En 2018, le prix de médecine était revenu à l’Américain James P. Allison et au Japonais Tasuku Honjo pour leurs recherches sur l’immunothérapie qui se sont révélées particulièrement efficaces dans le traitement de cancers agressifs.