Sharpless et Meldal ont développé le domaine de la chimie du clic dans lequel les blocs de construction moléculaires sont liés rapidement et efficacement. Bertozzi s’est appuyé sur ces avancées pour développer la chimie bioorthogonale, qui permet aux scientifiques de modifier les molécules dans les organismes vivants sans perturber les processus se produisant dans les cellules – une technique qui permet la cartographie des molécules dans les cellules et est testée pour des thérapies ciblées contre le cancer, entre autres utilisations.
“Je suis absolument stupéfaite”, a déclaré Bertozzi tôt ce matin lorsqu’elle a été réveillée chez elle à Palo Alto par l’appel du comité Nobel. « Je suis assis ici et je peux à peine respirer. Je ne suis toujours pas tout à fait sûr que ce soit réel.
Plus tard, dans une interview avec le Washington Post, Bertozzi a déclaré que dès qu’elle avait décroché cet appel, elle avait téléphoné à son père, William Bertozzi, 91 ans, ancien professeur de physique au Massachusetts Institute of Technology.
“Papa,” dit-elle, “tu ne vas pas le croire mais je viens de recevoir un appel téléphonique.”
Quand elle s’est arrêtée, il s’est exclamé: “Oh mon Dieu, tu as gagné le prix Nobel.”
Johan Aqvist, président du comité Nobel de chimie, a félicité les trois scientifiques pour avoir simplifié des processus extraordinairement compliqués.
“La chimie des clics, c’est presque comme ça en a l’air”, a-t-il déclaré lors du briefing de Stockholm. « Il s’agit de claquer des molécules ensemble. Imaginez que vous puissiez attacher de petites boucles chimiques à différents types de blocs de construction. Ensuite, vous pourriez relier ces boucles ensemble et produire des molécules plus complexes et plus variées. C’était l’idée de base que Barry Sharpless avait il y a environ 20 ans. Le problème était de trouver de bonnes boucles chimiques.
Les scientifiques ont résolu ce problème par étapes, a-t-il déclaré. Les recherches de Sharpless et Meldal – menées indépendamment l’une de l’autre – ont utilisé le cuivre comme catalyseur pour lier les molécules, ce qui était efficace mais toxique à des concentrations plus élevées. Bertozzi a développé une méthode permettant aux scientifiques de modifier des molécules dans des organismes vivants sans les perturber.
« C’est un excellent choix. C’est une chimie vraiment élégante », a déclaré l’ancien directeur des National Institutes of Health, Francis S. Collins. La chimie du clic améliore le ciblage tumoral des médicaments contre le cancer, a-t-il déclaré, dont certains sont actuellement en cours d’essais cliniques.
Jon Lorsch, directeur de l’Institut national des sciences médicales générales des National Institutes of Health, a comparé la méthode de Bertozzi à un piège qui se referme une fois que l’animal est à l’intérieur. “Lorsque la molécule partenaire entre, elle se referme et n’agit que sur la molécule partenaire.”
Le travail des lauréats a déjà trouvé « un grand nombre d’applications. Il est utilisé pour assembler des molécules de différentes tailles pour créer d’énormes [chemical] bibliothèques qui peuvent être utilisées pour dépister les médicaments », a déclaré Lorsch. La méthode permet également aux scientifiques d’attacher un colorant à une molécule et de regarder où il va et ce qu’il fait, par exemple lorsqu’un virus infecte une cellule.
Le concept de chimie du clic a été “transformateur” dans de nombreux domaines de la chimie, de la science des matériaux, de la biologie et de la médecine, a déclaré Tom Brown, professeur de chimie des acides nucléiques à l’Université d’Oxford. “Il a donné naissance à de nouveaux matériaux hautement fonctionnels, a catalysé d’importants développements pharmaceutiques et a eu une influence dans de nombreux domaines de la biologie chimique.”
La recherche reconnue par le prix s’étend sur au moins deux décennies, mais “à bien des égards, il s’agit encore d’une technologie qui en est encore à ses balbutiements”, a déclaré Angela K. Wilson, présidente de l’American Chemical Society. “Nous parlons beaucoup de médecine personnalisée et je pense que cela va aider à ouvrir les portes à cela à l’avenir.”
Wilson a déclaré que les techniques utilisées pour lier les molécules devraient également avoir des applications pour faire repousser les tissus endommagés et pour lire le script génétique des humains, des animaux et des plantes.
Ils ont également des applications industrielles, notamment le développement de moyens de prévenir la corrosion et les azurants utilisés pour rendre les plastiques et autres matériaux plus propres, a-t-elle déclaré.
Bertozzi. qui a également remporté un prix de “génie” MacArthur à 33 ans, est la troisième femme à remporter le prix de chimie en autant d’années. En 2020, l’Académie a reconnu Jennifer A. Doudna de l’Université de Californie à Berkeley et Emmanuelle Charpentier de l’unité de recherche Max Planck pour la science des agents pathogènes à Berlin, pour le développement de l’outil d’édition du génome connu sous le nom de CRISPR/Cas9.
“Il y a de nombreuses années, la chimie, comme de nombreux domaines, était dominée par les hommes”, a déclaré Wilson. “Il y a beaucoup plus de femmes dans le domaine et elles font de la science incroyable”, a déclaré Wilson, notant que la chimiste pionnière Marie Curie a été la première personne à recevoir deux prix Nobel.
Sharpless, 81 ans, est devenu la cinquième personne à remporter un deuxième prix, rejoignant Curie et Frederick Sanger, la seule autre personne à avoir remporté le prix de chimie à deux reprises. Sharpless avait déjà remporté en 2001 “pour ses travaux sur les réactions d’oxydation catalysées par la chiralité”, un processus qui a permis la fabrication d’antibiotiques, d’anti-inflammatoires, de médicaments pour le cœur et de produits chimiques agricoles plus sûrs et plus efficaces.
“Il va dans sa propre direction”, a déclaré Miles Fabian, responsable de programme à l’Institut national des sciences médicales générales, à propos de ce qui distingue Sharpless en tant que scientifique. “Il a toujours eu une bonne idée de ce qui est nécessaire en chimie.”
Jennifer Kohler, professeur de biochimie au UT Southwestern Medical Center à Dallas, a qualifié Bertozzi de “scientifique visionnaire”, qui n’a pas peur de s’attaquer à des problèmes scientifiques difficiles.
“Elle disait:” C’est tellement fou que nous devrions le faire “”, se souvient Kohler, qui a travaillé comme chercheur post-doctoral dans le laboratoire de Bertozzi entre 2000 et 2004.
« Elle est aussi un mentor incroyable. Des scientifiques du monde entier travaillent sur des projets de recherche qui s’appuient sur ses découvertes.
Les travaux de Bertozzi ont fait progresser le domaine de la glycoscience, qui se concentre sur les glucides à la surface de pratiquement toutes les cellules impliquées dans la liaison et la communication avec d’autres cellules.
Ces glucides diffèrent lorsque les cellules sont saines ou malades. L’identification de ces différences permet aux chercheurs de cibler les cellules malades. La glycoscience s’est avérée importante pour notre compréhension du cancer, de l’inflammation, du diabète, des maladies cardiaques et même du covid-19.
Bertozzi a déclaré au Post que Shasqui, une société de biotechnologie basée à San Francisco, mène déjà un essai clinique de phase 2 en utilisant la chimie qu’elle a développée pour traiter les patients atteints de tumeurs solides qui ont atteint un stade avancé à un endroit ou se sont propagées à d’autres régions du corps.
“Nous sommes encouragés par les résultats prometteurs”, a déclaré le PDG de la société, José M. Mejía Oneto, dans un communiqué de presse le mois dernier annonçant l’étude de phase 2.
Bertozzi est également la fondatrice de trois sociétés travaillant sur des applications pratiques de ses découvertes : Palleon Pharmaceuticals à Waltham, Mass. ; Lycia Therapeutics à San Francisco; et Redwood Bioscience SMARTag à Emeryville, Californie.
