Professeur Roberto J. POLJAK
Lauréat du Prix Louis-Jeantet de médecine 1989

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

Le professeur Roberto J. POLJAK est né à Buenos Aires en 1932. Citoyen américain, il dirige depuis 1981 un groupe de recherche à l’Institut Pasteur de Paris. Physicien de formation, il est associé à de nombreuses découvertes fondamentales concernant la structure en trois dimensions des molécules d’immunoglobulines (anticorps). Spécialiste des études de structure moléculaire par diffraction des rayons X, il fut le premier à révéler l’agencement précis d’une molécule d’antigène avec l’anticorps correspondant, apportant ainsi une base structurale essentielle à l’immunologie.

Les travaux actuels du professeur Roberto J. POLJAK visent à l’élucidation, par ces mêmes méthodes, de l’interaction antigène-anticorps au niveau de la partie variable des anticorps qui porte le nom d’idiotype. Cette interaction joue un rôle essentiel dans les théories actuelles sur le fonctionnement d’ensemble du système immunitaire. De plus, elle permet d’espérer de nouvelles possibilités thérapeutiques fondées sur les phénomènes de mimétisme moléculaire inhérents au système immunitaire.

Le Prix Louis-Jeantet de médecine permettra au professeur Roberto J. POLJAK d’acquérir, entre autres, un équipement de diffraction aux rayons X de haute performance.

Travaux de recherche

Le système immunitaire

 Il confère à l’organisme la capacité de réagir à l’invasion de corps étrangers tels que bactéries ou virus. C’est la réponse immune.

 A propos de ces corps étrangers, on parle couramment d’antigènes, mais il faut bien réaliser que des entités aussi complexes qu’une bactérie ou un virus possèdent en fait de très nombreux sites antigéniques, différents les uns des autres.

 La réponse immune est mise en oeuvre simultanément par deux types d’agents :
– des lymphocytes T, cellules spécialisées dans la reconnaissance de sites antigéniques spécifiques présents à la surface d’autres cellules.
– des anticorps, protéines circulantes sécrétées par les lymphocytes B et spécialisées dans la reconnaissance de sites antigéniques spécifiques présents sur des antigènes circulants.

 L’organisme sécrète, selon les circonstances, différentes classes d’anticorps qui se distinguent les uns des autres par leur taille, leur structure et certaines de leurs propriétés.

 Il y a 30 ans, Edelman et Porter ont établi les bases de la structure chimique desimmunoglobulines G, qui constituent la classe la plus abondante des anticorps, mais ce n’est que depuis une quinzaine d’années que l’on possède les données nécessaires pour établir la structure tridimensionnelle de ces molécules.

 La connaissance de la structure tridimensionnelle des anticorps est une étape indispensable pour comprendre de façon précise comment un anticorps s’adapte au site antigénique auquel il correspond.

 Globalement, une molécule d’immunoglobuline G se présente comme la lettre Y, chaque extrémité, au sommet de l’Y, pouvant reconnaître sur un antigène un seul et même site antigénique. Ceci implique qu’un antigène qui possède de multiples sites antigéniques peut être reconnu par différentes molécules d’anticorps, chacune dirigée sur un site particulier. Comme plusieurs clones d’anticorps réagissent avec l’antigène, on parle alors d’une réaction polyclonale (anticorps A+B+…).

 Pratiquement, lors d’une réaction polyclonale, les interactions entre anticorps et antigènes peuvent aboutir à la formation de réseaux que l’on appelle des complexes immuns.

Les grandes étapes

Nobel 1972 Structure chimique des anticorps. Edelman, Porter
Nobel 1984 Sélection clonale des anticorps. Production d’anticorps monoclonaux. Jerne, Köhler, Milstein
Nobel 1987 Bases génétiques de la diversité des anticorps. Tonegawa

Roberto J. Poljak a été un pionnier de l’étude de la structure tridimensionnelle des anticorps. En 1973, grâce aux données obtenues à l’aide de la technique de diffraction aux rayons X, il a publié la première représentation tridimensionnelle d’un fragment d’anticorps humain. De nos jours, nombreuses sont les protéines qui font l’objet d’analyses de ce type.

 La technique dite de diffraction aux rayons X implique d’abord de pouvoir cristalliser la protéine étudiée. Selon les propriétés physico-chimiques de cette dernière, cette étape peut présenter des difficultés techniques considérables, mais elle est essentielle car ce n’est que lorsqu’une protéine est sous forme de cristal que toutes les molécules qui la composent sont immobilisées dans la même position. Lorsque le cristal est traversé par des rayons X, cet arrangement répétitif des atomes dans l’espace donne naissance à des images de diffraction qui peuvent être enregistrées soit sur un film, soit par un détecteur électronique. Ces images, différentes selon les conditions expérimentales, permettent de reconstruire la structure tridimensionnelle de la protéine, opération qui comporte, il faut le souligner, une masse de calculs fort complexes.

 En 1986, Roberto J. Poljak parvient à cristalliser non plus seulement un anticorps isolé, mais le complexe formé de l’antigène et de l’anticorps. Cette performance permet de visualiser pour la première fois, au niveau atomique, l’interaction entre un anticorps et un site antigénique.

Grâce aux moyens mis à disposition par la Fondation Louis Jeantet de Médecine, Roberto J. Poljak pourra acquérir un nouvel équipement de diffraction aux rayons X qui comporte au niveau du détecteur d’images de diffraction non pas un film, dont le degré de résolution est limité, mais un système électronique. Ce dernier permet d’obtenir des images plus fines et d’entrer les données directement dans un ordinateur.

Prof. Roberto J. Poljak
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