L’ourson d’eau survit au vide spatial, au froid extrême, à des pressions écrasantes et à des doses de rayonnement qui pulvérisent tout ce que le vivant connaît. Longtemps, les biologistes ont supposé que cette invulnérabilité reposait sur une machinerie de réparation de l’ADN particulièrement performante.
La réalité s’avère plus élégante : une protéine unique, baptisée Dsup, empêche les dégâts de survenir plutôt que de les réparer après coup. Et elle continue de fonctionner une fois transplantée dans des cellules humaines.
Le champion de la résistance cache un bouclier moléculaire
Certaines espèces de tardigrades encaissent des doses de rayonnement de 4 000 à 5 000 grays. À titre de comparaison, 5 grays suffisent à tuer un être humain. L’écart se compte donc en centaines, voire en milliers.
La protéine responsable porte le nom de Dsup, pour Damage Suppressor, soit suppresseur de dégâts. Elle est propre à cet animal et protège son matériel génétique des radiations. Son mode d’action constitue la vraie surprise : Dsup agit en amont, en limitant les lésions infligées à l’ADN, là où les chercheurs attendaient un système de réparation. L’analogie du pare-brise qui absorbe l’impact, plutôt que de la colle appliquée après la collision, résume bien le principe.
Les tardigrades, ces animaux microscopiques aux allures de petit ourson à huit pattes, sont connus pour leurs étonnantes capacités à résister à des conditions environnementales extrêmes (radiations, vide spatial, températures, etc). En étudiant une nouvelle espèce de tardigrades, une équipe de scientifiques chinoise vient d’identifier les gènes responsables de leur résistance aux radiations. Ils espèrent que leurs recherches pourront contribuer à l’amélioration des conditions de vie des astronautes…. Lire la suite
Les simulations moléculaires décrivent une protéine intrinsèquement désordonnée, c’est-à-dire dépourvue de structure tridimensionnelle rigide. Cette souplesse lui permet d’épouser la forme de l’ADN. Dsup possède par ailleurs une région dont la séquence rappelle le domaine de liaison aux nucléosomes des protéines HMGN des vertébrés, un motif déterminant pour son accrochage. Concrètement, la protéine s’enroule autour de la double hélice et interpose un blindage électrostatique entre le patrimoine génétique et les particules ionisantes.
Le tardigrade est une minuscule espèce, dite extrêmophile. Sa résistance exceptionnelle suscite l’intérêt des chercheurs, aussi bien dans le domaine de la santé sur Terre que pour les explorations spatiales des astronautes. © Thomas Demarczyk, iStock
Transplantée dans des cellules humaines, elle divise les dégâts
L’expérience décisive remonte à 2016. Takuma Hashimoto et ses collègues de l’université de Tokyo publient dans Nature Communications les résultats d’un transfert génétique : une lignée de cellules humaines est modifiée pour produire Dsup, puis exposée aux rayons X. Verdict, la fragmentation de l’ADN chute d’environ 40 % par rapport aux cellules témoins.
Le second résultat retient tout autant l’attention. Ces cellules modifiées conservent leur capacité à se diviser. Après une irradiation à 4 grays de rayons X, beaucoup d’entre elles présentent une morphologie normale et leur nombre augmente au fil du temps, signe que la prolifération se poursuit.
La protection ne se limite pas aux rayonnements. Exposées au peroxyde d’hydrogène, générateur de radicaux hydroxyles, les cellules porteuses de Dsup montrent également une fragmentation réduite. Le détail compte : les radiations ionisantes détruisent les cellules en grande partie par l’intermédiaire de ces radicaux, des fragments moléculaires très réactifs produits dans l’eau intracellulaire. Dsup couvre donc les deux voies de dommage, directe et indirecte.
De la radiothérapie aux missions vers Mars
Le terrain médical avance le plus vite. La radiothérapie détruit efficacement les cellules cancéreuses, mais abîme aussi les tissus sains alentour. La toxicité devient parfois telle qu’elle oblige certains patients à interrompre un traitement pourtant vital. L’idée consiste à délivrer Dsup uniquement aux tissus sains avant la séance, pour réduire les dommages collatéraux.
Le mystère génétique des tardigrades enfin percé : des secrets vieux de 600 millions d’années
Les tardigrades, ces minuscules invertébrés présents partout sur Terre, défient les lois de la survie. Capables de résister à presque tout, aux températures extrêmes comme au vide spatial, ces extrêmophiles possèdent d’intrigantes particularités : des gènes uniques, souvent issus d’espèces disparues, acquis par transfert horizontal au fil des siècles. Ils suscitent l’intérêt scientifique pour des applications biomédicales révolutionnaires, comme la conservation de médicaments ou la protection contre les radiations…. Lire la suite
En 2025, une équipe du MIT dirigée par le professeur Giovanni Traverso a testé une voie de délivrance ingénieuse : un ARN messager codant pour Dsup, injecté dans les tissus avant l’irradiation. La protéine s’exprime de façon transitoire, protège l’ADN pendant le traitement, puis disparaît avec l’ARNm au bout de quelques heures. Le principe est celui des vaccins à ARN messager contre le Covid-19, réorienté vers la protection tissulaire.
Chez la souris, des nanoparticules injectées plusieurs heures avant une dose imitant une séance de radiothérapie ont réduit de 50 % les cassures de brins d’ADN dans les tissus oraux et rectaux. Point crucial, l’effet protecteur ne diffuse pas au-delà du site d’injection. Protéger la tumeur elle-même reviendrait en effet à saboter le traitement.
L’espace ouvre l’autre front. Le rayonnement cosmique, ce flux de particules subatomiques très énergétiques venu du Soleil et de l’espace profond, figure parmi les principaux risques pour les astronautes : cancers, cataractes, maladies cardiovasculaires, et surtout troubles neurocognitifs affectant la mémoire et la concentration. Sur un trajet vers Mars estimé à neuf mois dans chaque sens, la question cesse d’être théorique.
Un bouclier prometteur, mais encore à calibrer
Les obstacles tiennent au mécanisme lui-même. En entourant physiquement l’ADN, Dsup gêne l’accès des protéines chargées de la synthèse d’ARN messager et de la réplication cellulaire. Les enzymes de réparation peinent elles aussi à atteindre leur cible. Trop de protéine, au mauvais moment ou dans les mauvaises cellules, peut donc se retourner contre l’organisme.
Des travaux ont ainsi montré que Dsup se localise dans le noyau des neurones corticaux et y provoque une neurotoxicité. Contrairement aux cellules cancéreuses, les neurones s’y révèlent sensibles. Transposer une protéine d’invertébré microscopique dans des cellules humaines ne va donc pas de soi. Les chercheurs travaillent en parallèle sur une version modifiée qui ne déclencherait pas de réponse immunitaire, un écueil probable avec la protéine d’origine.
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Une autre piste s’ouvre du côté du vieillissement cellulaire. Chez la levure Saccharomyces cerevisiae, l’expression de Dsup réduit les dommages oxydatifs subis par l’ADN et prolonge la durée de vie face à une génotoxicité oxydative chronique, selon des résultats publiés dans Nature Communications en 2025. Le spectre d’action de la protéine dépasse donc les seules radiations ionisantes.
À ce stade, l’ensemble de ces approches relève de la recherche préclinique, menée sur cellules en culture, sur levure et sur animaux. Aucun traitement dérivé de Dsup n’est disponible ni approuvé pour l’humain, et les délais avant d’éventuels essais cliniques restent indéterminés.