C’est de la capacité des cellules à s’adapter à leur environnement dont traite la découverte récompensée par le prix Nobel de chimie 2012. Les deux Américains Robert J. Lefkowitz et Brian K. Kobilka ont en effet consacré leurs travaux au fonctionnement des récepteurs couplés à des protéines G (RCPG).
De la dopamine au parfum
Les milliards de cellules d’un organisme humain remplissent des fonctions différentes – stocker de la graisse, produire des hormones, fabriquer du muscle… – mais, pour bien fonctionner ensemble, il faut qu’elles soient correctement informées sur le monde extérieur. C’est notamment le rôle des récepteurs présents à la surface des cellules. Le prix Nobel 2012 récompense le travail effectué sur une importante famille d’entre eux : les récepteurs couplés à des protéines G (RCPG). Ils sont capables de détecter la lumière, les odeurs, mais aussi les hormones comme l’adrénaline, qui est notamment responsable de l’augmentation de la pression artérielle.
On doit tout d’abord à Robert Lefkowitz et Brian Kobilka l’identification de cette famille de récepteurs. Puis Brian Kobilka isole le gène qui code pour le récepteur de l’adrénaline. Première étape avant de réussir un nouvel exploit : celui de restituer l’image (publiée dans Nature en 2011) du moment précis où le récepteur transfère le signal depuis l’hormone, à l’extérieur de la cellule, vers la protéine G, à l’intérieur de la cellule. Comme ils sont peu nombreux et souvent situés à l’intérieur de la paroi de la cellule, les RCPG ont été longs à visualiser.
Une famille polyvalente
Grâce aux travaux des deux chercheurs, on sait aussi que les RCPG sont multifonctionnels : un récepteur unique est capable de reconnaître plusieurs hormones. En outre, les RCPG peuvent interagir avec les protéines G, mais aussi d’autres types de protéines.
Enfin, pour une même hormone, les RCPG peuvent avoir des réactions différentes. Par exemple, dans un moment de peur, l’adrénaline entraîne une réduction du flux sanguin vers les organes digestifs et une augmentation du même flux vers les muscles (pour préparer la fuite). La diversité de ces réponses physiologiques s’explique par la présence, dans le corps humain, de neuf récepteurs différents de l’adrénaline, certains ayant un effet relaxant et d’autres un effet excitant sur l’activité cellulaire.
Cette meilleure connaissance des RCPG devrait notamment trouver d’intéressantes applications médicales, comme la fabrication de médicaments plus efficaces et entraînant moins d’effets secondaires. En effet, la moitié des médicaments actuels agit à travers eux, à l’instar des bêtabloquants utilisés dans le traitement des maladies cardiaques et de l’hypertension, des antihistaminiques destinés à éviter les allergies respiratoires et dermatologiques et de certains médicaments utilisés dans le domaine psychiatrique.