Lauréat du prix Nobel de médecine
Otto F. Meyerhof, Bert Sakamann, Harald zur Hausen
Le prix Nobel est décerné depuis 1901. Il est considéré comme la plus haute distinction mondiale pour scientifiques dans les domaines de la physique, de la chimie, de la physiologie ou de la médecine, ainsi que pour la littérature et la paix. Le fondateur du prix est le Suédois Alfred Nobel.
Devenu très riche avec l'invention de la dynamite, Nobel décrète en 1895 dans son testament que la quasi-totalité de sa fortune sera versée dans un fonds "dont les intérêts seront distribués chaque année comme prix à ceux qui auront apporté le plus grand bénéfice à l'humanité au cours de l'année écoulée". Nobel déclare en outre que sa volonté expresse est que le prix soit attribué au plus digne, quelle que soit sa nationalité.
Chaque année, le 10 décembre, jour de la mort de Nobel, a lieu la cérémonie de remise du prix à Stockholm et à Oslo (prix Nobel de la paix).
Nous pouvons être fiers que notre région ait également produit de nombreux lauréats du prix Nobel. Dans la catégorie physiologie ou médecine, il s'agit de :
- Otto F. Meyerhof pour ses recherches sur le métabolisme des muscles (1922).
- Bert Sakmann pour la mise en évidence des canaux ioniques dans les membranes cellulaires et l'étude de la transmission des signaux à l'intérieur des cellules et entre les cellules (1991).
- Harald zur Hausen pour avoir démontré que les papillomavirus humains provoquent le cancer du col de l'utérus (2008).
Otto Fritz Meyerhof
Otto Fritz Meyerhof, fils d'un commerçant juif, naît le 12 avril 1884 à Hanovre. Quatre ans après sa naissance, la famille déménage à Berlin. Otto y fréquente le lycée Wilhelms Gymnasium, passe son baccalauréat en 1903 et commence à étudier la médecine et la philosophie. Il poursuit ses études à Fribourg, Strasbourg et Heidelberg.
En décembre 1909, il obtient son doctorat à Heidelberg sur la "théorie psychologique des troubles mentaux". Il s'intéresse encore à la psychiatrie. Mais cela change lorsqu'il devient assistant à la clinique médicale dirigée par Ludolf von Krehl en 1910 et qu'il travaille avec Otto Warburg, futur directeur fondateur de l'Institut Kaiser Wilhelm de physiologie cellulaire et lauréat du prix Nobel en 1931. Sous l'influence de Warburg, Meyerhof se tourne vers la physiologie cellulaire et la biochimie et commence à s'intéresser au métabolisme énergétique des cellules musculaires.
En 1912, le Dr Meyerhof part pour l'université de Kiel où il obtient son habilitation un an plus tard. Sa première conférence en tant que privat-docent, très remarquée, s'intitule "Zur Energetik der Zellvorgänge". En 1914, il épouse la peintre Hedwig Schallenberg. Il l'avait rencontrée sept ans plus tôt alors qu'il était étudiant en mathématiques à Heidelberg.
À Kiel, Meyerhof poursuit ses recherches dans le domaine de la chimie physiologique. Pour que les muscles puissent fonctionner, ils ont besoin d'énergie. Celle-ci est libérée par des processus chimiques. Sur des muscles de grenouille isolés, Meyerhof étudie la consommation d'oxygène et constate qu'en cas de manque d'oxygène, les hydrates de carbone sont transformés en acide lactique. En cas d'apport d'oxygène, l'acide lactique se reforme. Meyerhof est le premier à calculer la quantité d'énergie produite par la combustion du glucose et à saisir le rapport entre la consommation d'oxygène et la production d'acide lactique dans le muscle à l'aide du "quotient de Meyerhof" . Selon ce calcul, lors de la contraction musculaire, un cinquième de l'acide lactique formé à partir du glucose est transformé en énergie et quatre cinquièmes en glucose. Ce phénomène n'est pas propre aux grenouilles, il est à peu près identique chez tous les êtres vivants.
Pour ses recherches sur le métabolisme dans le muscle, Meyerhof reçoit le prix Nobel en 1922, conjointement avec l'Anglais Archibald Vivian Hill. Hill a étudié la production de chaleur dans le muscle indépendamment des recherches de Meyerhof.
Lorsque l'université de Kiel crée une chaire de chimie physiologique, Meyerhof est écarté de la nomination malgré son prix Nobel. Il refuse un appel à l'université de Yale aux États-Unis en 1923 et part un an plus tard comme chef de département à l'Institut Kaiser Wilhelm de biologie à Berlin, où Otto Warburg travaille également entre-temps.
En 1929, Meyerhof se voit confier la direction de l'institut de physiologie du Kaiser-Wilhelm-Institut für medizinische Forschung nouvellement créé à Heidelberg, et est nommé professeur honoraire ordinaire de la faculté de médecine. Les laboratoires créés selon ses plans et équipés des meilleurs appareils lui offrent d'excellentes conditions de travail.
En 1931, le professeur Meyerhof est élu membre de l'Académie des sciences de Heidelberg et reste directeur de l'institut en 1933, malgré ses origines juives. Mais par lettre du 16.11.1935, le ministre de la culture du Land de Bade lui retire son autorisation d'enseigner. Les conditions de travail en tant que directeur de l'institut se dégradent de plus en plus et le professeur Meyerhof est finalement licencié.
En septembre 1938, le professeur Meyerhof quitte l'Allemagne avec sa femme Hedwig et ses enfants Gottfried, Bettina et Walter. Avec l'aide de son ancien élève Alexander von Muralt, la famille se réfugie d'abord en Suisse. Meyerhof travaille à l'Institut de Biologie Physio-Chimique de Paris en tant que directeur de recherche. Lorsqu'en juin 1944, les troupes allemandes entrent dans Paris, il peut émigrer aux États-Unis via l'Espagne et le Portugal. La Fondation Rockefeller lui crée une chaire de recherche en chimie physiologique à l'Université de Pennsylvanie à Philadelphie. En 1949, le professeur Meyerhof est élu à la "National Academie of Syience".
Bien que Meyerhof soit un chercheur passionné, il s'est toujours intéressé à la philosophie, à la musique, à la littérature et surtout à l'art. Goethe et Rilke sont ses poètes préférés. En 1910 déjà, il avait donné une conférence intitulée "Über Goethes Methode der Naturforschung" (La méthode de recherche sur la nature de Goethe).
Le 6 octobre 1951, le professeur Otto Meyerhof meurt à Philadelphie des suites de son deuxième infarctus.
Geoffrey Meyerhof, Dr. Bettina Emerson, et Prof. Walter Meyerhof, qui vivent aux Etats-Unis et au Canada et qui sont déjà âgés.
Bert Sakmann
Bert Sakmann est né en juin 1942 à Stuttgart. Il grandit à Lindau am Bodensee et y fréquente l'école primaire. De retour à Stuttgart, il fréquente le Wagenburg-Gymnasium. Sa matière préférée est la physique. Pendant son temps libre, Bert conçoit et construit avec enthousiasme des modèles réduits de bateaux à moteur et de voiliers, ainsi que des modèles réduits d'avions . Tout le monde pense que Bert deviendra ingénieur plus tard. Cependant, en dernière année de lycée, il découvre la cybernétique et son application possible à la biologie, ce qui le fascine.
Après son baccalauréat en 1961, il commence des études de médecine à Tübingen. Après le Physikum, il poursuit ses études à Fribourg, Berlin et Paris. Il passe son examen d'État à l'université Ludwig-Maximilian de Munich en 1967 et y reste comme assistant médical. Parallèlement, il travaille comme doctorant et assistant de recherche auprès du professeur Otto Creutzfeld de l'Institut Kraepelin de l'Institut Max-Planck de psychiatrie. Bert Sakmann s'occupe d'examens électrophysiologiques de la rétine, car c'est dans ce domaine qu'il souhaite écrire sa thèse de doctorat . Il expérimente pendant trois ans sur les bases neurophysiologiques de l'adaptation à la lumière dans le système visuel des chats. Il se rend compte à cette occasion qu'il est difficile de comprendre le système nerveux central (SNC) sans connaître les relations synaptiques. Une conférence du professeur Bernard Katz sur les nerfs, les muscles et les synapses le convainc que la physiologie cellulaire l'aidera à mieux comprendre les fonctions du système nerveux central.
Avant de rejoindre le département de biophysique du professeur Katz à l'University College de Londres en 1971 en tant que postdoctorant, il épouse sa femme Christiane, qu'il avait déjà rencontrée à Tübingen.
À l'University College de Londres, il est formé à la biophysique cellulaire et apprend les bases de la transmission synaptique. Il décide de mener à l'avenir des recherches sur leurs aspects moléculaires. Il reconnaît dans l'enregistrement direct d'événements élémentaires le plus grand défi expérimental.
En 1974, Sakmann retourne auprès du professeur Creutzfeld, qui fait entre-temps des recherches à Göttingen, et termine sa thèse sur "l'électrophysiologie de l'adaptation neuronale à la lumière dans la rétine du chat". Lorsque Otto Creutzfeldt lui propose la même année son propre laboratoire à l'Institut Max-Planck de chimie biophysique de Göttingen, le Dr Sakmann accepte le poste d'assistant scientifique. À l'institut, il retrouve Erwin Neher, qu'il connaît déjà depuis qu'il travaille à l'Institut Kraepelin de Munich.
Tous deux veulent tester l'enregistrement d'événements élémentaires avec des pipettes extracellulaires sur des canaux ioniques dans des fibres musculaires dénervées (sans innervation). Jusqu'à présent, les canaux ioniques n'existent qu'en tant que modèle de pensée et aucune recherche n'a été menée sur la nature de ces sas électriques.
Les cellules échangent des signaux entre elles dans les tissus. Soit par le biais de messagers comme les hormones, soit par le biais du système nerveux. Cet échange de signaux, nécessaire pour un comportement coordonné des organes, par exemple entre les nerfs et les muscles, se fait en modifiant la tension électrique de la membrane cellulaire.
Bert Sakmann et Erwin Neher développent la technique du "patch-clamp", qui consiste à placer une fine pipette en verre d'un millième de millimètre de diamètre sur l'enveloppe cellulaire, de manière si dense que même les plus faibles courants électriques entre les cellules du corps et leur environnement peuvent être mesurés . Cette méthode électrophysiologique permet aux deux scientifiques d'étudier presque tous les types de canaux dans presque tous les types de cellules et de décomposer les signaux électriques et les processus de commutation des cellules excitables en signaux individuels de molécules individuelles.
Ils démontrent pour la première fois qu'il existe dans l'enveloppe cellulaire de minuscules (0,5 à 0,6 millionième de millimètre) canaux par lesquels des particules chargées, les ions , circulent de l'intérieur de la cellule vers l'environnement. Ces canaux ioniques permettent la communication nécessaire entre les cellules, et leur stimulation ou inhibition. Les canaux ioniques contrôlent non seulement les processus d'excitation électrique et de transmission synaptique, mais aussi de nombreuses fonctions corporelles, notamment dans le domaine sensoriel, moteur et de la sécrétion. Il existe de nombreux types de canaux ioniques , et ils remplissent des fonctions de régulation dans presque tous les types de cellules.
En 1982, Sakmann obtient son habilitation à l'université de Göttingen avec l'article "Beobachtung von Transmitter-Rezeptor-Wechselwirkung auf molekularer Ebene : Hochauflösende Strommessungen an kleinen Membranarealen von Einzelzellen und zellfreien Membranfragmenten" (Observation de l'interaction transmetteur-récepteur au niveau moléculaire : mesures de courant à haute résolution sur de petites zones membranaires de cellules individuelles et de fragments de membranes sans cellules) et devient en 1985 directeur du département de physiologie cellulaire à l'institut Max-Planck de Göttingen. für biophysikalische Chemie et, en 1987, professeur titulaire à la faculté de médecine de l'université de Göttingen.
Son intérêt constant pour la physiologie synaptique du système nerveux central l'amène à poursuivre ses recherches sur de nouvelles méthodes pour la détection de courants synaptiques quantiques et d'événements élémentaires dans le SNC à l'aide de la technique du "patch-clamp". Le professeur Sakmann est alors convaincu que la collaboration avec des biologistes moléculaires est nécessaire pour comprendre la transmission synaptique dans le SNC. C'est pourquoi, en 1989, il est nommé directeur du département de physiologie cellulaire de l'Institut Max-Planck pour la recherche médicale à Heidelberg, l'un des centres de biologie moléculaire d'Allemagne. Il y étudie les fonctions et les dysfonctionnements des synapses du SNC au niveau moléculaire, en combinant les techniques de la biophysique et de la biologie moléculaire.
En 1991, Pro. Bert Sakmann et son collègue, le professeur Erwin Neher, se voient décerner le prix Nobel de physiologie ou médecine pour le développement d'une méthode de détection directe des canaux ioniques dans les membranes cellulaires et l'étude de la transmission des signaux à l'intérieur de la cellule et entre les cellules.
Le professeur Sakmann est aujourd'hui émérite, mais il poursuit ses recherches sur les processus cellulaires et moléculaires dans les synapses des mammifères. Au MPI de neurobiologie à Martinsried près de Munich, il dirige depuis 2008 le groupe émérite "Anatomie fonctionnelle d'une colonne corticale". Les circuits du cortex cérébral sont responsables du comportement ou de la prise de décision. Des recherches sont menées sur la manière dont la transmission synaptique des signaux se modifie lors des processus d'apprentissage. Les canaux ioniques jouent également un rôle important dans ce processus.
Harald zur Hausen
Harald zur Hausen est né en mars 1936 à Gelsenkirchen. Il est le plus jeune des quatre enfants des époux Eduard et Melanie zur Hausen. Lorsqu'il entre à l'école à l'âge de six ans, c'est la guerre et il n'est bientôt plus question d'enseignement. Cela donne à Harald, qui s'intéresse beaucoup aux animaux et aux plantes, l'occasion de se promener souvent dans la forêt et la lande et d'observer la nature. Malgré l'absence persistante de cours, il réussit l'examen d'entrée au lycée, comme il est d'usage à l'époque. Même si les parents ne sont pas riches, ils attachent une grande importance à la bonne éducation de leurs enfants . Les premiers temps au lycée sont difficiles. Il faut rattraper le temps perdu. Mais Harald réussit à être promu, même si c'est avec "beaucoup d'appréhension". Mais bientôt, il prend goût aux sciences naturelles. La biologie devient sa matière préférée.
En 1950, la famille déménage à Vechta, près d'Oldenburg. Là aussi, Harald aime être dehors, dans la nature. Mais il aime aussi lire, surtout les biographies de chercheurs, comme Robert Koch. Très tôt, il sait qu'il veut lui aussi devenir chercheur. En 1955, il passe son baccalauréat au vénérable Antonianum-Gymnasium de Vechta et commence des études de médecine à Bonn. En décembre 1960, il obtient son doctorat à Düsseldorf et travaille les deux années suivantes comme assistant médical dans différents hôpitaux afin d'obtenir son autorisation d'exercer la médecine.
Son temps en tant qu'assistant scientifique à l'Institut d'hygiène et de microbiologie de l'Université de Düsseldorf commence d'abord de manière décevante pour le jeune Dr zur Hausen, car il reçoit peu d'instructions. Mais il finit par accéder au travail de laboratoire et par prendre plaisir à la recherche. Il y reste plus de trois ans jusqu'à ce qu'il apprenne par hasard qu'un assistant de recherche est recherché à l'Institut de virologie de la clinique pédiatrique de Philadelphie (États-Unis) . Il pose sa candidature et part en 1966 pour Philadelphie, où il fait la connaissance de Gertrud et Werner Henle avec lesquels il fait des recherches sur le lien entre le virus d'Epstein-Barr et un cancer fréquent en Afrique. Dès lors, le thème "virus et cancer" ne le quitte plus. L'apparition du cancer à partir d'infections virales devient l'axe principal de ses recherches.
En 1969, il retourne en Allemagne et obtient son habilitation à l'université Julius-Maximilian de Würzburg avec son travail sur "l'infection de cellules de culture tissulaire par l'adénovirus oncogène de type 12". À partir de 1972, le professeur zur Hausen prend la direction de l'Institut de virologie clinique de l'université d'Erlangen-Nuremberg. C'est là qu'il commence son étude sur le papillomavirus. Alerté par de nombreux rapports sur la dégénérescence des verrues génitales, il soupçonne que les papillomavirus contenus dans les verrues génitales pourraient en être responsables. Il parvient à isoler le patrimoine génétique du papillomavirus des verrues des mains et des pieds et démontre ainsi qu'il est différent du patrimoine génétique des verrues génitales.
Son hypothèse selon laquelle différents types de papillomavirus sont responsables est confirmée. Les verrues des mains et des pieds sont toujours bénignes, alors que les verrues génitales peuvent dégénérer en cancer. C'est ce qui a conduit le professeur zur Hausen à sa thèse publiée en 1976, qui était loin de faire l'unanimité au départ, selon laquelle les papillomavirus affectant les tissus du col de l'utérus, en particulier, provoquent le cancer du col. Les gènes régulent la croissance et la division des cellules. Ce mécanisme peut toutefois être déséquilibré lorsqu'un gène viral pénètre dans l'ADN de la cellule hôte. Si le système immunitaire ne parvient pas à combattre les virus, cette cellule peut se multiplier de manière incontrôlée et des tumeurs apparaissent. Un processus qui évolue souvent pendant de nombreuses années sans que l'on s'en aperçoive.
Mais quel type de papillomavirus est responsable de ce phénomène ? C'est la question que se pose le professeur zur Hausen à Fribourg, où il est nommé à la chaire de virologie en 1977. Afin de prouver scientifiquement sa thèse, il examine avec son groupe de travail, dont font également partie les virologues Lutz Gissman et Ethel-Michele de Vielliers, sa future épouse, des échantillons de carcinomes du col de l'utérus à la recherche de papillomavirus. En 1983, ils parviennent enfin à isoler le patrimoine génétique du type de papillomavirus HPV16 à partir de tumeurs du col de l'utérus ; en 1984, c'est au tour du HPV 18. Ces deux virus sont responsables d'environ 70 pour cent de toutes les tumeurs du col de l'utérus, la deuxième maladie tumorale la plus fréquente chez les femmes.
En 1983, lorsque le Centre allemand de recherche sur le cancer à Heidelberg cherche un nouveau président scientifique du conseil d'administration de la fondation, le professeur zur Hausen pose sa candidature et convainc avec son concept de réorganisation.
Malgré cette nouvelle mission à haute responsabilité, le professeur zur Hausen et son groupe de travail poursuivent leurs recherches sur les papillomavirus humains et parviennent à identifier les gènes viraux E6 et E7 à l'intérieur des cellules cancéreuses.
La preuve de sa thèse encore audacieuse en 1976, selon laquelle les papillomavirus humains provoquent le cancer du col de l'utérus, est apportée et permet le développement d'un vaccin. Mais il s'avère d'abord extrêmement difficile de convaincre une entreprise pharmaceutique qu'un vaccin contre le cancer est non seulement possible, mais qu'il vaut également la peine, d'un point de vue économique, d'investir de l'argent dans son développement.
En effet, ce n'est qu'au début des années 90 que le professeur Lutz Gissmann et le professeur Matthias Dürst, un ancien étudiant du professeur zur Hausen, parviennent à développer un vaccin. Après que des études ont démontré que le vaccin protège de manière fiable contre les infections par les papillomavirus humains 16 et 18, il est disponible en Allemagne à partir de 2006. La Commission permanente pour les vaccinations (STIKO) recommande d'abord la vaccination pour les filles entre 12 et 17 ans, puis, depuis 2018, pour les filles et aussi les garçons dès l'âge de 9 ans. Les hommes ne sont pas seulement les propagateurs de l'infection, ils sont également protégés par la vaccination contre des cancers tels que le cancer de la bouche et du pharynx ou le cancer anal, qui sont causés par les mêmes types de HPV.
Le professeur zur Hausen dirige le Centre allemand de recherche sur le cancer à Heidelberg pendant vingt ans, jusqu'à sa retraite en 2003, et en fait l'un des principaux centres de recherche sur le cancer au monde . Il met notamment en place des unités de coopération clinique, dans lesquelles un médecin dirige à la fois une unité de recherche au DKFZ et un service de lits à la clinique. Cela garantit que les patients de la clinique bénéficient le plus rapidement possible des résultats de la recherche.
En 2008, le prix Nobel de médecine ou de physiologie est décerné à Harald zur Hausen pour avoir démontré que les papillomavirus humains provoquent le cancer du col de l'utérus. Les autres lauréats sont les Français Luc Montagnier et Francoice Barré-Sinoussi pour la découverte de l'agent pathogène du sida, le VIH.
Une infinité d'autres distinctions, comme 30 doctorats honoris causa dans le monde entier, la grande croix fédérale du mérite avec étoile, la citoyenneté d'honneur de Heidelberg, pour n'en citer que quelques-unes, rendent hommage à ses mérites extraordinaires. Les Comores lui ont même consacré un timbre.
Aujourd'hui encore, le professeur zur Hausen est présent tous les jours dans son laboratoire. Actuellement, avec son groupe de travail, il cherche à savoir si la consommation de lait ou de viande de bœuf constitue un facteur de risque pour l'apparition d'un cancer du côlon ou du sein. Même si une infection virale ne provoque pas de cancer chez les bovins , il se pourrait que ce soit le cas chez l'homme. Le professeur zur Hausen est convaincu "que les événements infectieux jouent un rôle beaucoup plus important dans le développement du cancer que ce que l'on pensait jusqu'à présent".
Nous devons à ses recherches persévérantes le premier vaccin ciblé contre un type de cancer, le cancer du col de l'utérus.
