Michael Rosbash, chronobiologiste et lauréat du prix Nobel de médecine : « Le manque de soleil pendant la journée est pire que l’éclairage électrique la nuit » | Santé

La Terre tournait sur son axe depuis un milliard d’années lorsque les premiers êtres vivants sont apparus. Depuis, nous nous sommes adaptés pour alterner entre la lumière et l’obscurité. Le généticien et chronobiologiste Michael Rosbash, 79 ans, professeur à l’Université Brandeis dans le Massachusetts et chercheur au Howard Hughes Medical Institute dans le Maryland, nous l’a rappelé dans son discours d’acceptation de le prix Nobel de médecine 2017. Ce prix, qu’il partage avec son ami et collaborateur Jeffrey C. Hall et Michael W. Young, récompense leur contribution au déchiffrement des engrenages moléculaires de l’horloge biologique qui contrôle nos rythmes circadiens. Du latin circa, « autour » et meurt, « jour », les rythmes circadiens sont les changements de 24 heures dans notre physiologie qui se synchronisent avec le cycle jour-nuit et modulent lorsque nous avons faim, somnolent, voulons des relations sexuelles et avons des crises d’asthme ou une fièvre l’après-midi.

Les bactéries, les plantes et l’insecte le plus populaire de la recherche biomédicale, le Drosophile melanogaster ou la mouche des fruits – la base des découvertes de Rosbash – possèdent également des horloges biologiques. Le 13 novembre, en cravate avec les créations neuronales de Santiago Ramón y Cajal, le chronobiologiste a donné une conférence pour les jeunes chercheurs, à l’hôpital de Madrid, du nom du prix Nobel espagnol, qui célèbre aujourd’hui les deux décennies de sa fondation de recherche (FIBioHRC). L’événement s’est déroulé dans le cadre du Inspiration du prix Nobel Initiative et en collaboration avec la Fondation AstraZeneca, qui a organisé cet entretien avec EL PAÍS dans un hôtel voisin.

Question. Lors de votre discours de remise du prix Nobel, vous avez mentionné que 50 % de nos gènes étaient régulés par les rythmes circadiens, mais dans votre discours vous avez dit que c’était au moins 70 % ?

Répondre. J’ai mis à jour le chiffre en raison de nouvelles recherches effectuées au cours des six dernières années. Le chiffre de 50 % provenait de recherches sur les rongeurs, mais en 2019, une grande étude a été réalisée sur les babouins, la première sur les primates, et [the figure] est passé à 70%.

Q. Comment vous êtes-vous intéressé à la chronobiologie ?

UN. [It began] il y a près de 50 ans, par l’intermédiaire de mon ami Jeffrey C. Hall, qui a également commencé comme professeur à mon université. Il travaillait déjà sur la neurogénétique des mouches et connaissait les rythmes circadiens. J’avais une expertise de laboratoire qui pouvait être utile à ses recherches. J’ai suggéré que nous collaborions et voyons si cela mènerait à quelque chose.

Q. Et vous deux êtes arrivés jusqu’ici.

UN. À ma surprise [smiles].

Q. Vous avez bâti votre carrière dans la recherche fondamentale, parfois sous-valorisée. Comment encourageriez-vous les jeunes chercheurs à l’explorer et les institutions ou entreprises à le financer ?

UN. Je dis aux jeunes chercheurs que j’espère qu’ils feront quelque chose d’intéressant et que ça leur plaira. Les agences de financement public sont confrontées au plus grand défi, car la recherche fondamentale constitue le fondement de la recherche appliquée ; il serait très myope d’essayer de court-circuiter le processus en passant directement à quelque chose de translationnel. C’est politiquement commode parce que le public comprend si vous dites que vous allez guérir la maladie d’Alzheimer, mais si les fondations n’existent pas, c’est de l’argent gaspillé. D’un autre côté, les industries pharmaceutique et biotechnologique sont très douées en sciences appliquées. Ils gagnent de l’argent et lorsqu’ils voient une opportunité, ils la saisiront. Je pense que les organismes de recherche publics devraient se concentrer sur les sciences fondamentales et que l’industrie devrait se concentrer sur les sciences appliquées.

Q. Quel est le lien entre les rythmes circadiens des mouches, qui possèdent 100 000 neurones, et ceux des humains, qui en possèdent 86 milliards ?

UN. Le processus de base pour garder le temps. Ce qui se passe dans les neurones est le même, bien que les mammifères en aient un plus grand nombre. À partir de là, nous essayons d’utiliser ces neurones comme une fenêtre sur des questions plus générales sur la science du cerveau et le comportement.

Q. Par exemple?

UN. Câblage. La question générale est de savoir comment le cerveau des animaux exécute les programmes comportementaux, comment fonctionne le comportement. Bien sûr, une mouche des fruits a des comportements plus simples que nous et [is] plus simple à enquêter. Alors, quel est le programme qui permet un comportement complexe ? Nous progressons dans l’appréciation de la complexité des circuits au niveau anatomique, même dans le cerveau de la mouche. Tout dépend du câblage, de la façon dont les circuits sont conçus pour exécuter un programme comportemental.

Q. L’une des choses que les avions et les privilégiés ont en commun est de faire la sieste et de dormir la nuit. Quelle est la finalité biologique du sommeil et de ces pauses intermédiaires dans la journée ?

UN. Nous ne savons pas. Les souvenirs sont consolidés pendant le sommeil et la morphologie neuronale est modifiée pendant le sommeil. Tout cela arrive, mais je ne pense pas que ce soit le but principal du sommeil. Nous ne savons pas ce que la mouche et le sommeil humain, par exemple, ont en commun. Je suppose que cela est lié au métabolisme, comme la recharge de l’ATP. [adenosine triphosphate, a key energy molecule in cells]. Le cerveau est le plus gros consommateur d’ATP ; il existe peut-être un besoin métabolique de recharge.

Q. Notre horloge interne a un cycle naturel de 24 heures et quart. Après des millions d’années ici, pourquoi n’est-il pas réglé sur 24 heures et devons-nous nous synchroniser quotidiennement ?

UN. Pour les humains, nous ne le savons pas, mais il existe des informations provenant d’autres animaux. Certains, comme les moutons et les rongeurs, sont saisonniers en termes de reproduction. Leur physiologie change avec les saisons et les saisons sont déterminées par la longueur du jour. Pour contrôler leur physiologie reproductive, ils comparent le décalage de leur horloge avec la durée de la photopériode, la quantité de lumière du jour, qui varie tout au long de l’année. Autrement dit, ils l’utilisent comme appareil de mesure, bien que cela [explanation] est en partie spéculatif.

Q. Comment la lumière électrique, que nous emportons même au lit avec nos écrans, contribue-t-elle à la chronodisruption ?

UN. C’est un problème, mais il est difficile d’en estimer la gravité. Nous sommes exposés à trop de lumière la nuit et pas assez le jour car l’éclairage électrique intérieur est bien inférieur à la lumière du soleil. En fait, selon des recherches récentes, le manque de lumière solaire pendant la journée est encore pire que la présence de lumière la nuit. De nombreux cas de problèmes de sommeil sont guéris en s’attaquant à ces facteurs environnementaux.

D’un autre côté, des recherches menées dans le Colorado sur des personnes qui campent dans la nature pendant quelques semaines ont révélé qu’elles dorment mieux, se couchent quand il fait noir et se réveillent plus tôt. Il existe également des études au Brésil comparant ceux qui sont restés dans la jungle avec ceux qui ont déménagé en ville. Ils sont comme nous, ils dorment moins bien, ils se couchent plus tard ; vous pouvez immédiatement voir le changement de motif. Tous, comme vous et moi, sont légèrement en manque de sommeil. Si les lumières s’éteignent dans une salle de séminaire à 16 heures, la moitié du public ronfle immédiatement. Cela n’arrive pas aux individus bien reposés. C’est une culture totalement privée de sommeil.

Q. Vous avez dit que vous preniez vos statines le soir, au moment où elles sont le plus efficaces. L’heure de la journée influence également l’efficacité ou les effets indésirables des antihypertenseurs, des corticostéroïdes et de la chimiothérapie. Faut-il changer la façon dont ils sont prescrits ?

UN. La reponse courte est oui. La question la plus importante – comme pour presque tout en pharmacologie et dans la vie – est de savoir quelle est l’analyse coûts-avantages ? Pour la société, les médecins et l’industrie pharmaceutique, qu’est-ce qui est gagné ou perdu en prenant cela en compte ? Administrer une chimiothérapie à 3 heures du matin pour certains cancers a donné de meilleurs résultats, mais les gens ne veulent pas travailler à cette heure-là. Tant que des recherches très convaincantes ne seront pas publiées, il n’y aura pas de changement significatif car il y a tellement d’inertie dans tout ce que nous faisons.

Q. Selon l’agence OMS du cancer (CIRC), le travail posté ou de nuit est potentiellement cancérigène. Que conseilleriez-vous aux personnes occupant ces emplois ?

UN. L’astuce consiste à faire comme si la nuit était le jour et vice versa. Si vous faites cela très rigoureusement, vous pouvez éviter la plupart des problèmes, car votre corps ne sait pas ce qu’est le jour et ce qu’est la nuit. Ce qui compte, c’est la quantité de lumière qui entre et le moment où vous mangez. S’il n’y a pas de lumière et que vous gardez la pièce sombre pendant huit heures de sommeil, vous n’êtes pas interrompu et vous ne mangez pas pendant cette période, votre corps ne fait pas la différence. Le problème, c’est l’interaction avec votre famille, avec le reste du monde.

Q. Pourquoi grignoter le soir augmenter le risque d’obésité et de syndrome métabolique?

UN. On ne comprend pas vraiment pourquoi. Une hypothèse concerne nos systèmes de réparation des dommages à l’ADN, qui sont régulés par l’horloge circadienne. La nourriture contient un mélange de nutriments et de toxines. Les plantes produisent des toxines pour éviter d’être consommées, comme le psoralène, abondant dans le céleri. Le grignotage nocturne introduit des toxines que, à cette heure-là, nos systèmes de réparation ne sont pas prêts à éliminer. Il existe également des spéculations selon lesquelles la principale épidémie de cancers épithéliaux, tels que le cancer du côlon, aux États-Unis serait due à cela.

Q. Est-ce lié à une alimentation limitée dans le temps, qui suit le schéma de la lumière et de l’obscurité ?

UN. Ce régime n’est pas très différent du fait d’éviter de grignoter le soir. Personne ne sait pourquoi ces schémas sont bénéfiques, mais le métabolisme change en fonction du moment de la journée. Il est donc logique de manger des aliments en synchronisation avec les processus métaboliques circadiens. Si quelque chose n’est pas trop difficile ou douloureux et que cela a du sens, pourquoi ne pas le faire ?

Q. Juan Antonio Madrid, l’un des pionniers de la chronobiologie en Espagne, vous pose cette question : serait-il possible de remédier à la chronodisruption qui accompagne le vieillissement en manipulant l’horloge moléculaire avec des médicaments ?

UN. Je pense que oui. Les mouches plus âgées ont le même rythme de sommeil que les personnes âgées, un sommeil fragmenté : au cours des quatre premières heures, le sommeil est solide, puis elles commencent à se réveiller fréquemment. Chez les jeunes, le sommeil devient également plus léger après quelques heures, mais pas au point de se réveiller. La raison pour laquelle cela se produit n’est pas bien comprise. Dans une certaine mesure, cela rejoint la question précédente : à quoi sert le sommeil ? Les deux choses sont presque certainement liées.

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