Le Nobel de médecine décerné à un trio pour la découverte de l’optogénétique 

Le prix Nobel de physiologie ou de médecine 2026 a été décerné à deux chercheurs allemands et à un chercheur américain pour leurs découvertes concernant les canaux ioniques activés par la lumière et l’optogénétique. « L'optogénétique permet de contrôler, grâce à la lumière, l'activation ou l'inhibition des cellules neuronales. C’est une technologie qui a vraiment changé la recherche en neurosciences », commente Valentina Emiliani, chercheuse CNRS à l'Institut de la vision de Paris, qui se réjouit de voir l’optogénétique récompensée par ce prix. 

Une algue unicellulaire activée par la lumière 

C’est en constatant que l’algue unicellulaire Chlamydomonas reinhardtii était capable de nager en direction d’une source lumineuse que Peter Hegemann de l’université Humboldt de Berlin et Georg Nagel de l’université de Würzburg ont identifié la channelrhodopsine, présente à la surface de l’algue, au début des années 2000. La channelrhodopsine est constituée d’un canal ionique, qui s’ouvre en cas d’exposition à la lumière bleue, laissant passer des ions au sein de l’algue et créant ainsi une impulsion électrique.  

Les chercheurs « ont constaté que, quelle que soit la cellule dans laquelle ils introduisaient cette protéine, celle-ci devenait sensible à la lumière », est-il indiqué dans le communiqué du prix Nobel. Depuis, « d’autres protéines photosensibles ont été identifiées. Elles peuvent exciter ou au contraire inhiber les neurones », précise la chercheuse CNRS. 

Cartographier le cerveau 

Les travaux de Karl Deisseroth de l’Institut médical Howard Hughes et de l’université de Stanford aux États-Unis s’appuient sur la découverte des deux biophysiciens allemands. Il a introduit le gène de la channelrhodopsine dans des cellules nerveuses de rats et a réussi à déclencher un signal nerveux en les exposant à une lumière bleue en 2005. Deux ans plus tard, cet « interrupteur » contrôlé par la lumière a été testé avec succès sur des souris. « Le chercheur américain a permis de faire le passage de la biophysique à la neuroscience en montrant que l’on peut contrôler l’activité neuronale grâce à la lumière », résume Valentina Emiliani. 

L’optogénétique a ainsi bouleversé la compréhension du cerveau, en permettant de cartographier précisément le cerveau en associant un type cellulaire à une fonction donnée. Pour cela, l’intégration de gènes de protéines photosensibles dans les cellules neuronales se fait généralement grâce à l’utilisation d’un vecteur viral, construit de manière à cibler spécifiquement un type cellulaire.  

« Les chercheurs ont pu mettre en évidence les circuits neuronaux régissant certains souvenirs, émotions et comportements liés aux troubles neurologiques et psychiatriques », est-il expliqué dans le communiqué.  

Avec son équipe, Valentina Emiliani, lauréate du prix Irène Joliot-Curie 2025, utilise l’optogénétique pour contrôler et étudier les circuits neuronaux avec une très grande résolution spatiale et temporelle. Elle a appliqué une méthode utilisée en physique, l’holographie, à l’optogénétique, afin de cibler avec une extrême précision les neurones un par un.  

Restaurer la vision  

Grâce à l’optogénétique, une équipe impliquant notamment l'Institut de la Vision a permis à un patient atteint de cécité en raison d’une rétinite pigmentaire de retrouver une vision partielle. Cette prouesse a fait l’objet d’une publication dans Nature Medicine en 2021. Le principe repose sur l’injection d’un vecteur viral codant pour la channelrhodopsine dans l’œil, afin de faire exprimer cette protéine dans les cellules ganglionnaires de la rétine et de pallier les photorécepteurs qui font défaut dans la maladie. Les résultats sur les dix patients inclus dans cette étude seront publiés prochainement.  

« L’espoir de l’optogénétique repose également sur le fait d’optimiser les thérapies dans certaines pathologies, en remplaçant notamment les traitements par électrodes implantées dans le cerveau », souligne Valentina Emiliani.