Demi-millimètre. C’est la taille de l’ourson d’eau, ce minuscule animal aquatique dont l’ADN vient de livrer l’un des secrets les mieux gardés du vivant. En introduisant une protéine unique du tardigrade dans des cellules humaines en culture, des chercheurs ont démontré qu’elle supprime les dommages à l’ADN induits par les rayons X d’environ 40 %. Une seule protéine. Pas un cocktail de molécules, pas un mécanisme de réparation complexe. Une protéine, baptisée Dsup.
À retenir
- Une minuscule protéine d’animal aquatique crée un blindage autour de l’ADN humain
- Les cellules humaines modifiées continuent à se reproduire après des doses de radiation normalement mortelles
- Les scientifiques du MIT testent déjà cette protection chez les souris avant radiothérapie
Sommaire
- L’animal le plus résistant de la planète cache un bouclier moléculaire
- Greffée dans des cellules humaines, elle réduit les dégâts de moitié
- De la radiothérapie aux missions vers Mars
- Un bouclier prometteur, mais encore à calibrer
L’animal le plus résistant de la planète cache un bouclier moléculaire
Le tardigrade résiste à des températures extrêmes, aussi bien le zéro absolu que 100 degrés, survit dans le vide de l’espace et sous des pressions qui tueraient n’importe quel autre être vivant. Certaines espèces supportent des doses de radiation allant jusqu’à 4 000 ou 5 000 grays. Pour donner une échelle : une dose de 5 grays suffit à tuer un être humain. Le tardigrade encaisse donc mille fois plus sans broncher.
Le tardigrade génère une protéine, nommée Dsup pour Damage Suppressor (suppresseur de dégâts), qui est spécifique à cet animal et protège son ADN des radiations. Ce qui rend Dsup scientifiquement extraordinaire, c’est son mode d’action. Contrairement à ce que l’on pensait jusqu’alors, ce ne sont pas les molécules de réparation de l’ADN qui sont déterminantes dans la tolérance aux radiations. Dsup, elle, agit en amont : elle minimise les dégâts infligés à l’ADN, comme un pare-brise qui absorberait l’impact plutôt que de recoller les morceaux après la collision.
Des simulations moléculaires suggèrent que la protéine est intrinsèquement désordonnée, ce qui lui permet d’ajuster sa structure pour épouser la forme de l’ADN. Dsup contient une région présentant une similarité de séquence avec le domaine de liaison aux nucléosomes des protéines HMGN des vertébrés, et ce motif est important pour sa fixation aux nucléosomes. En clair : Dsup s’enroule physiquement autour de la double hélice et crée un blindage électrostatique entre l’ADN et les projectiles ionisants.
Greffée dans des cellules humaines, elle réduit les dégâts de moitié
L’étude publiée en 2016 par Takuma Hashimoto et ses collègues de l’université de Tokyo dans Nature Communications a posé la question directement : cette protection fonctionne-t-elle hors du tardigrade ? Les scientifiques se sont rendu compte qu’il était possible de transférer cette protéine à des cellules humaines en les modifiant génétiquement pour qu’elles produisent Dsup. Une lignée de cellules humaines a été modifiée pour exprimer la protéine Dsup, puis exposée aux rayons X. Ces cellules modifiées présentaient une fragmentation de l’ADN réduite d’environ moitié par rapport aux cellules normales.
Mieux encore : les cellules en culture capables de produire Dsup restaient aptes à se reproduire. Beaucoup de cellules exprimant Dsup présentaient une morphologie normale même après irradiation à 4 grays de rayons X, et leur nombre augmentait au fil du temps, suggérant qu’elles avaient conservé leur capacité proliférative. Des cellules irradiées à une dose normalement sous-létale, qui continuent de se diviser. Le résultat a surpris les chercheurs eux-mêmes.
Les cellules exprimant Dsup ont également montré une réduction significative de la fragmentation de l’ADN lors d’une exposition au peroxyde d’hydrogène, qui génère des radicaux hydroxyles. Ce détail compte : les radiations ionisantes tuent les cellules en grande partie via ces radicaux, des fragments moléculaires agressifs produits dans l’eau intracellulaire. Dsup protège contre les deux mécanismes, direct et indirect.
De la radiothérapie aux missions vers Mars
Les applications médicales sont celles qui avancent le plus vite. La radiothérapie, très efficace pour détruire les cellules cancéreuses, peut également endommager les cellules et tissus sains. La toxicité peut être si lourde qu’elle contraint certains patients à interrompre des traitements vitaux. C’est précisément ce problème que vise Dsup. Les chercheurs envisagent une approche dans laquelle Dsup serait administrée précisément aux tissus sains avant le traitement par radiation, pour limiter les dommages collatéraux.
En 2025, une équipe du MIT dirigée par le professeur Giovanni Traverso a franchi une étape supplémentaire. Les chercheurs ont eu l’idée de délivrer un ARN messager codant pour Dsup dans les tissus des patients avant le traitement par radiation. Cet ARNm déclencherait une expression transitoire de la protéine, protégeant l’ADN pendant le traitement. Après quelques heures, l’ARNm et la protéine disparaîtraient. La technique est familière : c’est exactement le principe des vaccins ARNm contre le Covid-19, appliqué à la protection des tissus.
Injectées dans des souris plusieurs heures avant une dose de radiation imitant une séance de radiothérapie, les nanoparticules ont réduit de 50 % les cassures de brins d’ADN dans les tissus oraux et rectaux. Les chercheurs ont également montré que l’effet protecteur de la protéine Dsup ne se propageait pas au-delà du site d’injection, ce qui est important car il ne faut surtout pas protéger la tumeur elle-même des effets de la radiation. L’équilibre est donc préservé : protéger le sain, laisser le traitement atteindre le tumoral.
L’espace constitue l’autre front de recherche. L’une des principales préoccupations relatives à la sécurité des astronautes est le rayonnement cosmique, un flux de particules subatomiques extrêmement énergétiques en provenance du Soleil et de l’espace profond. Les conséquences peuvent être désastreuses : cancers, cataractes, maladies cardiovasculaires, et surtout des problèmes neurocognitifs relatifs à la mémoire et à la concentration. Pour un voyage vers Mars, estimé à neuf mois dans chaque sens, le problème n’est pas théorique.
Un bouclier prometteur, mais encore à calibrer
Les obstacles restent réels. Le problème identifié provient de la manière dont Dsup protège l’ADN : elle l’entoure physiquement, ce qui complique l’accès des protéines à l’ADN pour la synthèse d’ARN messager ou la réplication cellulaire. L’accès des protéines de réparation de l’ADN est également plus difficile. Trop de Dsup, au mauvais moment, dans les mauvaises cellules, peut donc se retourner contre l’organisme.
Des études ont démontré que Dsup localise dans le noyau de neurones corticaux et y provoque une neurotoxicité. Contrairement aux cellules cancéreuses, les neurones s’avèrent sensibles à Dsup. Un rappel que transposer une protéine d’un invertébré microscopique dans des cellules humaines complexes ne se fait pas sans ajustements fins. Pour rendre ce traitement utilisable chez l’humain, les chercheurs travaillent à développer une version de la protéine Dsup qui ne provoquerait pas de réponse immunitaire, car la protéine originale du tardigrade le ferait probablement.
Des expériences menées sur la levure Saccharomyces cerevisiae ont montré que l’expression de Dsup réduit les dommages oxydatifs à l’ADN et prolonge la durée de vie en réponse à une génotoxicité oxydative chronique. Publiés dans Nature Communications en 2025, ces résultats élargissent encore le spectre d’action de la protéine, au-delà des seules radiations ionisantes. La piste du vieillissement cellulaire commence à se dessiner en arrière-plan d’une recherche qui, partie d’un ourson d’eau de 0,5 mm, pourrait bien remodeler notre façon de protéger l’ADN humain.
Sources : slate.fr | pourquoidocteur.fr