Prix Nobel de physiologie ou de médecine 2026 Les algues phototrophes nous ont fourni un mécanisme de régulation des cellules nerveuses

Le prix Nobel de physiologie ou de médecine 2026 est décerné à l'optogénétique, une méthode qui permet de montrer comment les cellules nerveuses façonnent les souvenirs, les émotions et les comportements dans le cerveau vivant. Peter Hegemann et Georg Nagel ont découvert une protéine remarquable, la channelrhodopsine, dans une algue unicellulaire. Karl Deisseroth a transformé cette protéine en un interrupteur commandé par la lumière pour les cellules nerveuses. Les lauréats ont posé les bases d’une nouvelle ère dans le domaine des neurosciences.

La manière dont le cerveau contrôle les émotions, les comportements et les fonctions corporelles est depuis longtemps un mystère. Au XXe siècle, les chercheurs ont commencé à étudier quelles zones du cerveau influençaient quelles fonctions, mais les méthodes utilisées ne leur permettaient pas de prouver l'existence de liens de causalité. L'image qu'ils se faisaient du cerveau ressemblait à une carte schématique, truffée de points d'interrogation et d'inconnues. Aujourd'hui, tout cela est en train de changer.

« L'optogénétique offre la possibilité de cartographier le cerveau d'une manière dont nous ne pouvions qu' rêver auparavant », déclare Per Svenningsson, président du Comité Nobel de physiologie ou médecine.

L'assemblée du prix Nobel à l'Institut Karolinska a décidé d'attribuer conjointement le prix Nobel de physiologie ou de médecine 2026 à :

KARL DEISSEROTH
Howard Hughes Medical Institute et Université de Stanford, États-Unis
PETER HEGEMANN
Université Humboldt de Berlin, Allemagne
GEORG NAGEL
Université de Würzburg, Allemagne
pour leurs découvertes dans le domaine des canaux ioniques contrôlés par la lumière et de l’optogénétique.

Comment une algue flottante perçoit la lumière

Tout a commencé par la curiosité de Peter Hegemann. Il s'est demandé comment Chlamydomonas, une algue unicellulaire, était capable de nager vers une source lumineuse. Lorsque les chercheurs remuent cette algue verte dans une boîte de Pétri, le liquide prend une légère teinte verte. S’ils éclairent ensuite un côté de la boîte, la couleur verte se déplace vers la source lumineuse, tandis que les algues microscopiques nagent vers celle-ci. Les algues perçoivent la lumière grâce à un ocelle, un minuscule point orange situé à la surface de la cellule et contenant une molécule photosensible, la rétine.

Au début des années 2000, Hegemann et Georg Nagel ont découvert la « channelrhodopsine » , une protéine d'algue dotée de propriétés uniques et présente à la surface cellulaire. Lorsqu’elle est exposée à la lumière bleue, un canal s’ouvre à travers la protéine. Des ions chargés affluent alors dans la cellule et génèrent une impulsion électrique. Ils ont découvert que, quelle que soit la cellule dans laquelle la protéine était introduite, celle-ci devenait photosensible.

Transporter les protéines d'algues vers les cellules nerveuses

Karl Deisseroth a introduit le gène de la rhodopsine de canal dans les cellules nerveuses de rats. En éclairant ces cellules avec une lumière bleue, il a réussi à déclencher un signal nerveux. Il a publié cette découverte majeure en 2005. Deux ans plus tard, il a réussi à faire fonctionner ce commutateur commandé par la lumière sur des cellules nerveuses du cerveau de souris vivantes.

Cette méthode de contrôle des signaux nerveux à l'aide de la lumière est aujourd'hui appelée optogénétique et a rapidement pris de l'importance à l'échelle mondiale. Grâce à l’optogénétique, les chercheurs ont pu mettre au jour des circuits neuronaux qui contrôlent des souvenirs, des émotions et des comportements spécifiques, liés à des troubles neurologiques et psychiatriques. En médecine clinique, les chercheurs utilisent cette méthode pour restaurer la vision chez les personnes malvoyantes.

L'optogénétique a profondément bouleversé notre compréhension du cerveau. Chaque jour apporte son lot de nouvelles découvertes qui contribuent à élucider l'un des grands mystères de l'humanité : le fonctionnement de notre incroyable cerveau.