Le Prix Nobel de médecine a été remis, le 7 octobre, à deux Américains et un Britannique pour leurs travaux sur l’adaptation des cellules aux apports variables en oxygène.

William G. Kaelin Jr, Gregg L. Semenza et Peter J. Ratcliffe ont découvert comment les cellules peuvent détecter les changements de disponibilité de l'oxygène et s'y adapter.

Au cours de l'évolution, des mécanismes se sont développés pour assurer un apport suffisant d'oxygène aux tissus et aux cellules. Le corps (ou glomus) carotidien, adjacent aux larges vaisseaux sanguins des deux côtés du cou, contient des cellules spécialisées qui détectent les niveaux d'oxygène du sang. Le prix Nobel de médecine 1938 à Corneille Heymans a récompensé des découvertes montrant comment la détection de l'oxygène dans le sang via le corps carotidien contrôle la fréquence respiratoire en communiquant directement avec le cerveau.

En plus de l'adaptation rapide contrôlée par le corps carotidien à de faibles niveaux d'oxygène (hypoxie), il existe d'autres adaptations physiologiques fondamentales. L'une des principales est l'élévation du taux d'érythropoïétine (EPO), une hormone qui entraîne une augmentation de la production de globules rouges.

Les travaux combinés des lauréats ont contribué à démontrer comment un complexe protéinique, qu'ils ont nommé HIF (pour hypoxia-inducible factor), est impliqué la reconnaissance de l'hypoxie et l'activation du gène régulant l'EPO ainsi qu'un autre gène, le VHL, qui est également impliqué dans la réponse à l'hypoxie.

« Lorsque les niveaux d'oxygène sont faibles (hypoxie), HIF-1α est protégé contre la dégradation et s'accumule dans le noyau, où il s'associe à ARNT et se lie à des séquences d'ADN spécifiques (HRE) dans les gènes régulés par l'hypoxie (1). Aux niveaux normaux d'oxygène, HIF-1α est rapidement dégradé par le protéasome (2). L'oxygène régule le processus de dégradation par l'ajout de groupes hydroxyles (OH) à HIF-1α (3). La protéine VHL peut alors reconnaître et former un complexe avec HIF-1α conduisant à sa dégradation de manière dépendante de l'oxygène (4). »

« La détection de l'oxygène est centrale dans un grand nombre de maladies », souligne le communiqué de l'Institut Nobel. « Par exemple, les patients atteints d'insuffisance rénale chronique souffrent souvent d'anémie grave due à une diminution de l'expression du gène de l'EPO. L'EPO est produite par les cellules du rein et est essentielle pour contrôler la formation des globules rouges (...). De plus, les mécanismes régulés par l'oxygène jouent un rôle important dans le cancer. Dans les tumeurs, ces mécanismes entraînent une stimulation de la formation des vaisseaux sanguins et un remodelage du métabolisme qui permet une prolifération efficace des cellules cancéreuses. »

« Des efforts intenses et continus dans les laboratoires universitaires et des compagnies pharmaceutiques se concentrent maintenant sur le développement de médicaments qui peuvent interférer avec différents états pathologiques en activant ou en bloquant les mécanismes de détection de l'oxygène. »

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Psychomédia avec source : The Nobel Prize.
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