Claude Kordon

“ Elle en scrutera la composition et en découvrira l'extrême et déconcertante complexité. François Jacob a pu écrire : « Avec la théorie cellulaire, la biologie repose sur un socle nouveau puisque l'unité de monde vivant se fonde, non plus sur l'essence des êtres, mais sur une communauté de matériaux, de composition, de reproduction. La qualité particulière du vivant renvoie à son organisation fine. » Pendant la deuxième moitié du XIXe siècle, l'effort des biologistes s'est concentré pour une bonne part sur la cellule. La cytologie en
explore l'espace interne. ”

“ La multiplication des signaux connus, la propriété des cellules d'en percevoir un grand nombre à la fois, enfin leur banalisation à l'ensemble des organes et même à l'ensemble des organismes, conduisent à réviser profondément notre représentation de la communication cellulaire. Le problème en effet n'est plus tant de savoir comment les cellules s'adressent des messages, que de comprendre comment chaque cellule parvient à extraire un message identifiable à partir de l'immense bruit de fond des milliers de signaux qui circulent autour d'elle. ”

“ Claude Kordon va donc l'initier au « langage des cellules » ; il l'invite à une plongée vertigineuse au cœur subtil du vivant, un monde bruissant de messages, d'une précision inouïe. La cellule apparaît comme une minuscule « usine chimique » ; on ne manquera pas d'admirer les dispositifs de surveillance et d'autocorrection dont elle dispose pour détecter et rectifier ses erreurs, comme les stratégies - et même, pourrait-on dire, les astuces - qu'elle déploie à cette fin. Mais ce vivant, dira-t-on, est bien lointain, inhumain même! Erreur, c'est de nous aussi qu'il s'agit. ”

“ « La plus simple des formes sous lesquelles la matière vivante se puisse présenter est la cellule. La cellule est déjà un organisme : cet organisme peut être à lui seul un être distinct; elle peut être l'élément individuel dont l'animal et la plante sont une société. »
Le concept majeur de « milieu intérieur », qui permet de fonder l'étude des mécanismes physiologiques au moyen desquels l'organisme s'adapte au milieu extérieur et maintient son unité, ouvre à la physiologie scientifique son domaine propre, autonome. ”

“ Le modèle américain de recherche et de développement, bien que très efficace, n'a évidemment pas que des qualités; même ses qualités ne sont d'ailleurs pas toutes transposables à l'Europe. Mais la construction d'un programme post-doctoral à l'échelle de notre continent s'avère une nécessité impérieuse pour les sciences de la vie. Curieusement, en observant sur ce point la science américaine, on s'aperçoit que les pratiques post-doctorales ne sont pas les mêmes pour toutes les sciences expérimentales : elles paraissent surtout fécondes en biologie, en chimie et en sciences de la Terre ”

“ Toute cellule est en effet dotée de la capacité de détecter les signaux de son environnement. Ces signaux, essentiellement transmis sous la forme de molécules chimiques que la cellule a appris à reconnaître, sont ensuite décodés, c'est-à-dire organisés en messages auxquels la cellule peut donner une réponse tirée de son répertoire génétique, par exemple une contraction pour une cellule musculaire ou la sécrétion d'une hormone pour une glande. ”

“ Au-delà d'une certaine limite, le maintien d'un état d'urgence va perturber les régulations physiologiques normales. Les signaux d'exception, prioritaires sur les mécanismes habituels de la communication cellulaire, interféreront de plus en plus avec la coordination des fonctions organiques, et pourront devenir générateurs de situations pathologiques. De bénéfiques pour nos capacités d'adaptation à court terme, les voilà transformés en vecteurs de somatisation, c'est-à-dire en signaux favorisant le transfert d'une souffrance comportementale vers des pathologies organiques. ”

“ Apparemment tout y est : le mot et la métaphore.
Faut-il pour autant attribuer à Hooke la paternité du concept biologique de cellule, comme on l'a si souvent fait? Assurément non : n'étant pas naturaliste, il ne s'intéresse nullement à la structure intime des plantes ; il cherche encore moins à découvrir l'élément constitutif des êtres vivants. Ce qui le retient, c'est la porosité des matériaux qu'il étudie. Ne cédons pas à une illusion rétrospective. La présence du mot dans le texte de Hooke ne signifie pas qu'y soit présent et actif le concept moderne de cellule. ”

“ On a aussi découvert récemment un type de diabète imputable à la mise hors service du récepteur de l'insuline par des anticorps. La mise en circulation erronée de molécules normalement cachées, par exemple après une lésion exposant des constituants internes de la cellule, peut aussi provoquer de telles erreurs. N'étant pas habituées à rencontrer cette molécule en liberté, les défenses de l'organisme s' « immunisent » contre elle et finissent par la détruire, même dans les cellules saines. ”

“ Ce concept d'interaction entre molécules peut être généralisé à tous les aspects de la communication cellulaire, donc à l'ensemble des molécules perçues, sans être pour autant transformées, par une cellule vivante. Dans ce cas, on appelle récepteur l'élément qui permet la détection des molécules-signal. Le récepteur présente lui aussi une affinité pour son signal; comme dans le cas des enzymes, l'interaction des deux composants obéit à la loi d'action de masse, une loi physique qui permet de calculer les interactions entre atomes en fonction de leurs propriétés respectives. ”

“ Quelques classes de molécules informationnelles, chargées respectivement de la reconnaissance, du couplage, des échanges d'ions ou des phosphorylations, et provenant elles-mêmes d'un ancêtre commun, se diversifient chacune pour son compte; d'où un enrichissement considérable du répertoire de communication de la cellule. A partir d'une protéine
membranaire élémentaire, comme celle de levure évoquée plus haut, quelques règles simples de diversification ont engendré un système de communication d'une incroyable complexité. ”

“ Universités et grandes écoles - dans lesquelles les sciences de la vie n'ont d'ailleurs guère droit de cité - n'ont pas encore pris la mesure du décloisonnement de la discipline. L'enseignement s'y pratique le plus souvent dans le moule des cadres thématiques anciens - l'anatomie, la physiologie, l'endocrinologie ou l'immunologie -, freinant ainsi la diffusion des nouvelles disciplines transversales. Biologie cellulaire et génétique moléculaire s'enseignent encore souvent séparément, alors qu'elles devraient contribuer à la restructuration des champs traditionnels. ”

“ De tels détournements de communication par des leurres de signaux aboutissent à une course de
vitesse entre l'hôte et le parasite qui, sous peine de disparaître, doit reconnaître sa cellule cible et y pénétrer avant d'être lui-même reconnu par les défenses de l'organisme. Compte tenu de l'importance de ces jeux communs de clés et de serrures dans les processus d'infection, on a cherché à lutter contre le parasite en le trompant lui-même, par exemple en inondant l'organisme hôte de molécules synthétiques comportant la fameuse séquence-code de quatre acides aminés. ”

“ L'évolution des systèmes de communication représente un domaine passionnant de recherche : il s'agit de savoir comment l'extraordinaire complexité des mécanismes de signalisation cellulaire a pu se développer à partir des signaux relativement élémentaires échangés par les organismes primitifs avec leur environnement. On rencontre là, sous une forme renouvelée, l'ancienne question du rapport entre simplicité et complexité en biologie.
La théorie de la communication cellulaire a permis d'identifier des règles demeurées relativement invariantes au cours de l'évolution. ”

“ Il semble en effet que plus une fonction est sélective et importe à la survie d'un individu ou d'une espèce, plus ses systèmes de communication sont redondants. Les cellules et les organes associés de manière synergique à l'accomplissement d'une telle fonction sont alors liés entre eux par plusieurs signaux répétant les mêmes messages, donc en quelque sorte par des signaux « synonymes ». Par exemple, la cellule hypophysaire qui sécrète l'hormone de croissance peut être stimulée par au moins six molécules élaborées par les neurones de l'interface cerveau-hormones ”

“ On peut dire aujourd'hui que l'histoire des sciences du vivant a été, pour près d'un siècle, suspendue à la nécessité d'opérer la jonction entre ces deux grandes théories - la théorie cellulaire et la théorie de l'évolution - élaborées tout à fait indépendamment l'une de l'autre, selon des démarches complètement différentes. ”

“ On mesure l'importance des mécanismes de contrôle d'opportunité qui précèdent la mise en jeu des défenses de l'organisme. Ce contrôle implique une « concertation » entre plusieurs éléments cellulaires, qui confrontent ainsi leur appréciation du danger d'invasion par des cellules ou des antigènes étrangers. C'est à cela que sert la présentation de l'antigène par un macrophage à une cellule lymphocytaire, elle-même responsable de l'activation d'un autre lymphocyte producteur d'anticorps. ”

“ Certaines opérations nécessitant des contributions très variées doivent cependant s'inscrire dans la durée, par exemple lorsque leur objectif est plus vaste et plus général : comprendre de grandes pathologies comme le cancer, les maladies cardio-vasculaires, celles du développement ou du vieillissement, ou encore mettre les nouveaux outils biologiques à la disposition de la paléontologie, des sciences de l'évolution ou de l'analyse des grands équilibres biologiques de l'environnement. ”

“ Les mécanismes de reconnaissance sont spécifiques des types cellulaires et non des neurones individuels, de sorte que l'articulation des neurones n'est pas prédéterminée cellule par cellule, mais globalement, population par population. Il reste donc dans le système une marge d'indétermination qui fait qu'un neurite appartenant à une population donnée peut théoriquement s'articuler sur n'importe quel neurone de sa population cible. ”

“ D'autres sciences, comme la physique et la chimie, ont évolué depuis longtemps vers le développement d'axiomatiques ; le progrès des techniques, mais aussi l'existence de méthodes de plus en plus performantes pour déchiffrer la complexité, permettront sans doute de généraliser cette évolution à l'ensemble des champs scientifiques. ”

“ Il s'agit là, on le voit, d'un système complexe et délicat : la cellule est le théâtre d'une véritable noria de molécules, qu'on appelle d'ailleurs le « carrousel d'exocytose et d'endocytose », et qui assure l'acheminement des vésicules vers la surface de la cellule, la recapture éventuelle de signaux ou de récepteurs par la membrane, leur recyclage à l'intérieur de la cellule... ”

“ Seule une démarche de cette nature permet d'analyser l'extrême complexité des configurations moléculaires, qui dépendent elles-mêmes des propriétés individuelles de chacun de leurs atomes (généralement plus d'une dizaine de milliers pour un récepteur) . La configuration réelle du récepteur dépend en outre de son environnement cellulaire. Le récepteur n'est pas un simple appendice que la cellule oriente sur sa face externe. ”

“ Une mutation peut par exemple brouiller le point d'ancrage d'une « étiquette » et l'empêche de se fixer sur la molécule transportée. On connaît des cas d'hormones parfaitement normales, mais qui, à défaut de pouvoir être acheminées correctement vers les granules, s'accumulent dans la cellule sans pouvoir en être sécrétées. Un défaut génétique observé chez le rat affecte ainsi sa capacité à sécréter la vasopressine, une hormone de l'hypophyse qui règle la pression artérielle et la réabsorption de l'eau par le rein. ”

“ Il répondait alors à ce signal en provoquant une hyperthermie - facteur favorable à la lutte contre les bactéries. La communauté des signaux permettait ainsi de comprendre des convergences fonctionnelles très importantes pour l'organisme. Parallèlement, on avait montré que les lymphocytes activés étaient capables de sécréter certaines hormones du stress. On en avait conclu que, lors d'une invasion bactérienne, le système immunitaire pouvait déclencher directement un état d'urgence en court-circuitant les
mécanismes cérébraux qui en sont normalement responsables. ”

“ Mais cela n'est vrai que si les neuropeptides leur sont fournis isolément : lorsqu'on les administre ensemble, la cellule à prolactine se voit fortement stimulée, tandis que la cellule à hormone de croissance ne répond plus. Elles comprennent donc bien toutes deux les mêmes signaux élémentaires, mais n'en ont pas le même programme de lecture. En somme, elles peuvent déchiffrer des « langages » différents fondés sur le même « alphabet ».
La capacité de communication du cerveau est d'autant plus grande que les milliards de neurones qui le composent disposent de « grammaires » différentes. ”

“ Tous les organes semblent donc avoir potentiellement accès au même stock de molécules-signal, au même ensemble d'outils de communication, pourrait-on dire. La formule célèbre de François Jacob, qui parlait il y a quelques années de « bricolage » à propos de l'évolution, prend ici un nouveau relief. La pression de la sélection, proposait-il, fait le tri de l'expression des gènes selon des stratégies relativement empiriques, en fonction de l'utilité ou de l'adaptabilité relative de leurs produits. ”

“ Une cellule entre en contact avec une matière première et la transforme à l'aide d'enzymes. Ces enzymes représentent déjà un système de reconnaissance spécifique, grâce à leur affinité particulière pour des substrats précis. Le passage d'un couple enzyme-substrat à un couple récepteur-signal représente donc une transformation progressive d'un système enzymatique vers un système de réception. Au cours de cette évolution, l'organisation du récepteur lui-même a gagné en complexité. ”

“ Des malformations touchant le câblage des neurones du cervelet, par exemple, ont été étudiées par plusieurs équipes françaises sur des souris mutantes ayant perdu une catégorie particulière de neurone cible. Lorsqu'elles parviennent au voisinage de la cible manquante, les fibres, en croissance ne peuvent pas se différencier; faute de signal d'arrêt, elles poursuivent leur chemin. Dans la plupart des cas, de telles mutations sont létales, c'est-à-dire non compatibles avec la survie au-delà d'un certain stade de développement. ”