Trois Nobel transforment la lumière en télécommande du cerveau

Une algue minuscule, une protéine qui réagit à l’éclairage, et l’idée d’allumer ou de couper des neurones à volonté. Cette méthode, l’optogénétique, fait naître de vrais espoirs de traitement contre la cécité, la dépression ou la démence.

L’idée tient en une image simple. On glisse dans une cellule un gène chargé de fabriquer une protéine sensible à la lumière. Éclairez cette cellule avec la bonne longueur d’onde et elle se met en route. Coupez la lampe et son activité retombe presque aussitôt, sans que les cellules d’à côté s’en aperçoivent. Voilà tout le principe de l’optogénétique, qui offre aux chercheurs une télécommande pour activer ou mettre au repos des neurones très précis, à distance et au moment exact où ils le décident.

Derrière cette prouesse, trois hommes. Les Allemands Peter Hegemann, 71 ans, et Georg Nagel, 73 ans, ont d’abord repéré dans une algue unicellulaire une protéine, la channelrhodopsine, qui permet à ce micro-organisme de nager vers la lumière. L’Américain Karl Deisseroth, à la fois psychiatre et neurologue, a ensuite transformé cette curiosité de la nature en un véritable interrupteur capable de commander des cellules vivantes. Le pas décisif était là. Jusque-là, on savait observer le cerveau. Désormais, on peut le déclencher. Et, comme le résume le chercheur Daniel Choquet, l’étape la plus précieuse vient après, quand ces outils commencent à servir à soigner.

Le premier bénéfice est scientifique, et il est immense. Il devient possible de créer ce que Simon Schultz, titulaire d’une chaire de neurotechnologie à l’Imperial College de Londres, appelle une lésion virtuelle. Une région du cerveau est mise hors service le temps d’une expérience, puis remise en marche, histoire de comprendre quel rôle elle joue dans nos comportements. La lumière se mue alors en outil de contrôle, résume Konstantin Nikolic, de la même institution. Les travaux de Simon Schultz explorent ainsi la mémoire. On repère dans l’hippocampe certaines ondes caractéristiques, puis une brève stimulation lumineuse les prolonge aussitôt. Prochaine étape pour son équipe, montrer qu’un tel procédé peut réellement améliorer l’apprentissage et la mémoire sur des tâches complexes.

Du côté des patients, les pistes les plus avancées concernent la vue. Dans la rétinite pigmentaire, maladie dégénérative qui peut conduire à la cécité, les photorécepteurs de la rétine disparaissent peu à peu. L’équipe de José-Alain Sahel, fondateur de l’Institut de la Vision à Paris, cherche à faire produire ces protéines photosensibles par des cellules de l’œil encore intactes. Le patient porte alors des lunettes dotées de projecteurs. Les cellules modifiées captent les signaux lumineux et les transmettent au cortex visuel, un peu comme le feraient de vrais photorécepteurs. Plusieurs essais cliniques apparaissent prometteurs.

Les retombées ne s’arrêtent pas à l’œil. En dévoilant comment certains circuits du cerveau se dérèglent, la technique éclaire des troubles aussi divers que la maladie de Parkinson, les troubles obsessionnels compulsifs, la dépression, l’addiction ou la démence. Deux voies devraient donc avancer de front, selon Marco Tripodi, qui dirige un laboratoire au King’s College à Cambridge. D’un côté des thérapies directes, comme celles qui visent la vision. De l’autre, la quête de nouvelles cibles thérapeutiques pour les maladies neurologiques et psychiatriques.

Reste que rien n’est joué. Pour Daniel M. Davis, directeur du département des sciences de la vie à l’Imperial College, un seuil de compréhension du cerveau reste à franchir, et ce n’est qu’une question de temps. Le professeur Abdel El Manira, neuroscientifique membre du comité Nobel, met pour sa part en garde. Le cerveau, rappelle-t-il, recèle encore d’innombrables mystères.

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