Professeur Bert SAKMANN

Lauréat du Prix Louis-Jeantet de médecine 1988

Biographie

Les informations ci-après se réfèrent à la date de la remise du Prix.

Citoyen allemand, né en 1942, le professeur Bert SAKMANN est le chef du Département de physiologie cellulaire à l’Institut Max-Planck de Chimie biophysique de Göttingen.

Les recherches du professeur Bert SAKMANN portent sur l’étude de certains mécanismes fondamentaux de l’excitation des cellules nerveuses. Plus spécifiquement, elles concernent les canaux ioniques, structure macromoléculaires présentes dans la membrane des cellules excitables et qui modifient les propriétés électriques de ces dernières en réponse à des signaux chimiques. En collaboration avec le docteur Erwin Neher du même Institut, il a mis au point la méthode dite du « patch clamp », qui permet de mesurer les courants électriques passant par un canal ionique isolé. Il se propose actuellement d’allier ces techniques biophysiques à celles du génie génétique et ainsi d’étudier les canaux ioniques contrôlés par le glutamate, un neurotransmetteur qui joue un rôle fondamental dans la physiologie du cerveau humain.

L’appui financier du Prix Louis-Jeantet de médecine permettra au professeur Bert SAKMANN d’engager de nouveaux collaborateurs et de mettre ainsi rapidement en oeuvre les techniques de génie génétique nécessaires au développement de son projet.

Travaux

Travaux de recherche

 Le mode de communication le plus courant entre cellules excitables (neurones et cellules musculaires, neurones et neurones) se fait au niveau d’une zone appelée synapse (voir schéma) qui englobe l’extrémité terminale de la cellule afférente et une portion de la surface de la cellule excitée.

 Un grand nombre de synapses fonctionnent par l’intermédiaire d’un médiateur chimique appelé neurotransmetteur.

 On évalue en milliards le nombre de synapses dans le système nerveux central. Il en existe certainement plus de 20 types différents selon le neurotransmetteur impliqué (acétylcholine, glutamate, GABA, neuropeptides, etc.)

 A la surface de la cellule excitée, sous la terminaison nerveuse, se trouve une protéine en grande quantité qui reconnaît le neurotransmetteur et à laquelle on donne le nom de récepteur (voir schéma).

 Le récepteur traverse la membrane cellulaire. A l’extérieur il montre une zone sensible au neurotransmetteur ou à des médicaments ; à l’intérieur il montre une sorte de tunnel qui peut être ouvert ou fermé selon l’état d’excitation et que l’on appelle canal ionique (voir schéma).

 Chaque fois que le neurotransmetteur interagit avec le récepteur, le canal ionique s’ouvre et laisse passer le courant électrique qui va déclencher la contraction musculaire proprement dite (voir schéma).

L’interaction du neurotransmetteur avec le récepteur déclenche l’ouverture du canal ionique : dès lors il y a un passage ouvert entre l’extérieur et l’intérieur de la cellule. Pendant quelques millièmes de seconde, les ions positifs (Na+ ; K+) traversent le canal (+). C’est le courant électrique créé par le mouvement d’ions qui déclenche la contraction musculaire. En collaboration avec E. Neher, B. Sakmann a mis au point une technique qui permet de mesurer le flux ionique passant par un canal individuel : la technique du  » patch-clamp « .
Une pipette extrêmement fine (diamètre de la pointe 0.5 micron) est approchée de la surface d’une cellule. Au moment où la pipette touche la membrane il se fait une soudure ; en retirant la membrane on entraîne une petite surface de membrane qui ferme l’extrémité de la pipette. Souvent ce petit fragment ne contient qu’un seul canal ionique dont on peut alors mesurer les propriétés électriques en présence de divers neurotransmetteurs.
Récemment il est apparu que la combinaison de ce type de technique avec celles du génie génétique (permettant d’identifier différents récepteurs) fournirait un outil extrêmement puissant pour l’analyse de la transmission synaptique. Il est en effet désormais possible d’étudier les canaux ioniques présents dans un territoire très bien défini du cerveau. B. Sakmann étudie principalement les différents types de canaux ioniques contrôlés par le glutamate, un des neurotransmetteurs majeurs du système nerveux central. Ce type de recherches est indispensable pour comprendre les fondements biochimiques du fonctionnement de notre cerveau.
Elles sont également nécessaires pour améliorer notre compréhension de la pharmacologie du système nerveux central. Elles vont permettre une connaissance beaucoup plus détaillée des mécanismes moléculaires d’action de nombreux médicaments utilisés en neurologie et en psychiatrie.

 

Contact

Prof. Dr. Bert Sakmann
Abteilung Zellphysiologie
Max-Planck-Institut für medizinische Forschung
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