Nobel de médecine : trois chercheurs récompensés pour avoir appris à piloter les neurones par la lumière

Karl Deisseroth, Peter Hegemann et Georg Nagel reçoivent le prix Nobel de physiologie ou médecine pour avoir fondé l’optogénétique, une discipline qui permet d’activer ou d’inhiber des neurones précis dans un cerveau intact grâce à des impulsions lumineuses.

Le comité Nobel a distingué lundi trois scientifiques dont les travaux ont profondément transformé les neurosciences. Karl Deisseroth, Peter Hegemann et Georg Nagel sont récompensés pour avoir mis au point l’optogénétique, une approche qui consiste à contrôler l’activité de cellules nerveuses ciblées au moyen de la lumière.

Pendant des décennies, les chercheurs ont tenté de cartographier le rôle des différentes populations de neurones en observant les effets de lésions cérébrales ou en supprimant génétiquement certaines cellules. Ces méthodes présentaient toutefois des limites importantes : le cerveau est capable de compenser partiellement la disparition de certains neurones, et leur élimination précoce peut perturber le développement des circuits nerveux environnants. Agir sur un cerveau intact, en temps réel, restait hors de portée.

C’est précisément ce verrou que l’optogénétique a fait sauter. La discipline trouve son origine dans l’étude d’algues unicellulaires sensibles à la lumière. Ces micro-organismes possèdent des protéines capables de modifier leur comportement en réponse à des signaux lumineux. Hegemann et Nagel ont contribué à caractériser ces protéines, appelées opsines, et à comprendre leur fonctionnement moléculaire. Deisseroth a ensuite développé les méthodes permettant d’introduire les gènes correspondants dans des neurones de mammifères, rendant ces cellules sensibles à la lumière à leur tour.

Le principe repose sur une logique d’une grande précision : seuls les neurones porteurs du gène d’intérêt intègrent la protéine photosensible. Une impulsion lumineuse suffit alors à les activer ou à les inhiber, sans toucher aux cellules voisines. Les chercheurs disposent ainsi d’un outil pour interroger le rôle d’une population neuronale spécifique dans un animal vivant, en observant les effets comportementaux quasi instantanément.

Depuis son émergence dans les années 2000, l’optogénétique a été utilisée pour étudier des mécanismes liés à la mémoire, à la douleur, aux troubles psychiatriques ou encore aux maladies neurodégénératives. Si ses applications thérapeutiques directes chez l’être humain restent encore limitées et font l’objet de recherches actives, la discipline a d’ores et déjà reconfiguré la manière dont la communauté scientifique explore le cerveau.