Tak Wah Mak

Microbiologie et immunologie

Immunologue et biologiste moléculaire qui a découvert le récepteur des cellules T, une des clés du système immunitaire humain.

"N’ayez pas peur de vous attaquer à la science si ça vous plaît."

En tant qu’immunologue et biologiste moléculaire, Mak examine la structure et la fonction des molécules et des cellules dans le système immunitaire humain qui protège le corps des saletés microscopiques et de la maladie. Ses recherches sur le système immunitaire pourraient permettre de découvrir des remèdes à de nombreuses maladies auto-immunes dans lesquelles le système immunitaire du corps se met à fonctionner mal – comme le diabète, la sclérose en plaques,  la polyarthrite rhumatoïde, le lupus, la myasthénie gravis et autres. Sa recherche actuelle sur le cancer a pour but de trouver un traitement pour le cancer du sein.

Après que Mak ait découvert les gènes pour le récepteur de la cellule-T, il commença à utiliser ses connaissances pour créer des souris génétiquement modifiées, afin qu’elles ne possèdent pas certaines instructions ADN qui permettent de fabriquer une protéine particulière du système immunitaire. Le groupe de Mak fut l’un des premiers laboratoires dans le monde à produire ce type de souris génétiquement modifiées, et il en produisit environ une centaine d'espèces à travers les années  1990.

 

A “knock-out” mouse

Pour Mak, le système immunitaire est comparable à une immense entreprise, si grande et si sophistiquée qu’il est vraiment difficile de dire comment elle fonctionne. Mais il existe une façon systématique de le découvrir. Un jour, vous retirez "John Smith" de l'immeuble de l'entreprise, puis vous attendez de voir ce qui s’arrête de fonctionner. Il est possible que la salle du courrier soit immobilisée, ce qui permet de découvrir ce que fait John Smith. Vous le remettez alors à sa place et vous prenez une autre personne, et ainsi de suite. Au bout du compte vous saurez comment fonctionne l’ensemble de l’entreprise. En même temps que de nombreux autres chercheurs dans le monde, Mak utilise un procédé similaire pour comprendre le système immunitaire. Ces chercheurs anéantissent certains gènes des souris, puis les examinent afin de voir quelle est la partie manquante de leur système immunitaire. Le système immunitaire humain est très compliqué, et ce texte n’explique que l'une des parties principales.


1. Les macrophages sont à la fois des unités de reconnaissance et d'évacuation des déchets. Ils obtiennent des morceaux de molécules des envahisseurs, et présentent ceux-ci aux lymphocytes qui doivent alors les reconnaître. Ils peuvent aussi entourer et digérer des cellules mortes et des substances étrangères dans le sang. 

2. Ces lymphocytes T auxiliaires sont les “maîtres à penser” du système immunitaire. Ils utilisent leurs récepteurs pour identifier les envahisseurs et envoyer des signaux aux lymphocytes B (B) et T cytotoxiques (k) afin que ceux-ci passent à l’attaque. Chaque récepteur de lymphocyte T reconnaît une petite partie d’une molécule de protéine, longue d’environ huit acides aminés. Il existe des milliards de lymphocytes T unique dans le corps d’une personne en bonne santé, assez pour reconnaître toute molécule étrangère qui entrerait dans le corps.

3. Les lymphocytes T cytotoxiques (Tk) sont les spécialistes de l’élimination des virus. Ils sont capables de reconnaître un virus puis de relâcher une toxine (un poison) qui tue le virus et tous les autres virus se trouvant à proximité.

4. Les lymphocytes B sont particulièrement efficaces lorsqu'il s'agit de détruire les bactéries. Ils fabriquent des anticorps (G) qui s’agglomèrent sur une bactérie et la rende facile à éliminer. Les lymphocytes B peuvent aussi activer des mastocytes qui se comportent comme une mémoire à long terme du système immunitaire, afin que lors de la prochaine attaque la réponse du corps agressé soit plus rapide. Pour Mak, le système immunitaire est comme une énorme entreprise, si vaste et compliquée qu'il est difficile de dire comment elle fonctionne..

Le système immunitaire tue les cellules qui l’envahissent afin de protéger le corps, et c’est pourquoi les études de Mak ont fini par aboutir à l’étude de la manière dont les cellules meurent, et comment la mort des cellules est régulée au sein du corps. Les scientifiques avaient découvert que l’une des façons dont les cellules-T débarrassent le corps d'un virus, est d’entraîner les cellules infectées à se suicider. Ce processus de mort programmée de la cellule est appelé apoptose et fait partie intégrante de la vie. Les cellules endommagées dans les êtres vivants ont parfois besoin de mourir pour protéger le reste de l’organisme d’un éventuel danger. Par exemple, l’académie de police « Thymus » de l’histoire ci-dessus tue les cellules-T qui s’attaquent au « soi » par apoptose, et Mak a dû tout apprendre de ce  processus de mort contrôlée et ordonnée de la cellule, afin de mieux comprendre les cellules-T et la maladie. Lors de la mise en place de cette armée destinée à attaquer les intrus, les cellules-T font des milliards de copies d’elles-mêmes afin d’avoir assez de troupes pour les combats. Une fois la bataille finie, la plupart de ces cellules-T doivent également se « suicider »,  afin de ne pas compromettre l’équilibre des différentes cellules sanguines dans le corps. Cependant, une trop grande apoptose entraîne des désordres liés à la perte des cellules, tandis qu’une apoptose trop restreinte peut résulter en une prolifération des cellules incontrôlée, comme dans le cas des tumeurs cancéreuses. Au cours des années 1990, Mak a effectué des recherches sur le cancer, une forme de désordre où les cellules prolifèrent sans mourir. 

En 2004, les recherches de Mak ont pris une nouvelle direction lorsqu’il est devenu directeur du l’Institut Campbell Family pour le cancer du sein à l’hôpital Princesse Margaret de Toronto. Il veut consacrer son temps à la recherche sur le cancer du sein, le cancer qui affecte mortellement le plus grand nombre de femmes (après le cancer du poumon).

D’après la Fondation Américaine sur le Cancer, plus de 200000 femmes américaines sont atteintes de cancer du sein chaque année, et près de 40000 d’elles en meurent. Au Canada, avec sa population plus limitée, on estime qu’environ  23000 femmes développeront un cancer du sein et  que 5,300 en mourront. « Cette maladie est la première responsable de décès chez les jeunes femmes » déclare Mak. « Ce sont de nombreuses mères, enfants, filles, épouses, autant de raisons de faire de la recherche sur le cancer du sein. »

Les recherches de Mak se portent maintenant sur l’apoptose et les nombreux processus biochimiques qui régulent la mort cellulaire lors des cancers. « Nous avons découvert à quel point l’apoptose est complexe lorsque nous produisions des souris génétiquement modifiées, et comment certains gènes sont essentiels au suicide cellulaire alors que d’autres sont surnuméraires. » Son équipe suit de nombreuses pistes de recherche; elle a par exemple commencé à produire des mouches des cerises afin de mieux comprendre les systèmes biologiques fondamentaux qui pourraient avoir un impact sur les maladies humaines. Le génome de la mouche des cerises a été complètement décodé en 2000, et une grande partie du code génétique et de la biochimie de l’apoptose est identique chez les mouches des cerises et chez les humains.  Cette ressemblance rend assez facile l’identification des gènes permettant d’activer et de désactiver l’apoptose. La mouche des cerises a une vie beaucoup plus courte que les souris, et les résultats peuvent être obtenus beaucoup plus rapidement, dans la mesure où de plus nombreuses expériences peuvent être réalisées en une période de temps plus courte. On utilise ici la technique d'inactivation de certains gènes afin d’identifier certains facteurs biochimiques spécifiques qui arrêtent la croissance de différentes sortes de tumeurs.

Mak est également actif dans le développement de ce qu’on appelle les thérapies ciblées — des médicaments spéciaux qui n’attaquent que les cellules malades. En 1999, il a découvert avec son équipe un facteur de croissance spécifique, qui semble alimenter la croissance du lymphome Hodgkinien, un type de cancer. « A l’heure actuelle, la maladie est traitée par la chimiothérapie et les radiations, et les patients ont une chance de 70 à 80 % de rémission à long terme, mais le traitement est très lourd, et entraîne souvent un taux élevé de tumeurs secondaire et de stérilité. » Mak a réalisé des expériences en éprouvette et sur des souris, où il ajoutait un produit chimique bloquant l’alimentation en énergie vers les cellules du lymphome hodgkinien, les cellules de la tumeur s’arrêtaient de grandir et mouraient par apoptose. Le facteur de croissance ainsi bloqué n'est pas une substance dont nos corps ont besoin en permanence, dans la mesure où il fonctionne principalement pour combattre les parasites, et c'est pourquoi Mak a bon espoir de réussir à arrêter la maladie de cette manière, qui est dépourvue d'effets secondaires.


ACTIVITé

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MYSTèRE

Mak croit qu’à l’avenir les scientifiques pourront utiliser le système immunitaire pour nettoyer les restes de cellules cancéreuses, après que les tumeurs aient été enlevées chirurgicalement ou tuées par la chimiothérapie. Il croit aussi que de bien meilleurs vaccins pourraient être développés pour la malaria et d’autres maladies qui à l’heure actuelle sont difficiles à contrôler. Il pense aussi qu’un remède sera découvert pour le diabète juvénile. Mais pour lui, le plus grand des mystères restant à résoudre est de comprendre comment le système immunitaire fait la différence entre les envahisseurs étrangers et "soi-même". Il dit que le thymus ne fournit que la moitié des réponses à cette question, car de nombreux nouveaux antigènes (ou molécules étrangères) attaquent nos corps bien après que le thymus ait terminé de « former » la majorité des cellules-T.

Continuer l’exploration

  • C. Janeway, “How the Immune System Recognizes Invaders,” Scientific American, September 1993.
  • Pam Walker and Elaine Wood, The Immune System: Understanding the Human Body, Lucent Books, 2002.
  • Un site sur l'immunologie écrit par un médecin: http://anne.decoster.free.fr/immuno/orgcelri/orgcelmo.htm
  • Wikipédia: L’encyclopédie libre - http://fr.wikipedia.org/wiki/Immunologie
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