Mettre en lumière les neurones : entretien avec Shixin Ye-Lehmann, pionnière de la médecine de demain

CHAPEAU
Installée en France, la professeure Shixin Ye-Lehmann mène des recherches à la frontière du réel et du futur : protéines photosensibles, thérapies ciblées contre les maladies neurodégénératives, intelligence artificielle pour la santé... Née à Pékin, formée aux États-Unis, elle collabore aujourd’hui avec des chercheurs du monde entier et s’interroge sur l’impact global de la science , notamment en Afrique. Rencontre avec une femme qui éclaire les mystères de la vie.

I. Science, lumière et neurones

1. Vos recherches sur les protéines sensibles à la lumière et les canaux ioniques utilisent des termes très techniques. Comment les expliqueriez-vous à un(e) collégien(ne) africain(e) de 14 ans ?
Imaginez comment les plantes utilisent la lumière pour pousser, grâce à la photosynthèse. Les animaux et les humains utilisent aussi la lumière, mais différemment : nous voyons, nous bougeons et nous réagissons aux changements autour de nous. La grande différence entre les plantes et nous, c’est que nous pouvons nous déplacer et percevoir activement le monde, grâce à des molécules spéciales dans notre corps appelées protéines. Parmi elles, certaines sont sensibles à la lumière, comme de minuscules interrupteurs qui réagissent à la lumière et d’autres, appelées canaux ioniques, agissent comme des portes dans nos cellules qui laissent passer des signaux électriques. Ces signaux permettent à notre cerveau de penser, à notre cœur de battre et à notre corps de bouger. Mon travail consiste à mieux comprendre et améliorer ces petits interrupteurs et portes, afin d’aider les personnes atteintes de lésions cérébrales, visuelles ou nerveuses à retrouver la vue, la sensation ou le mouvement.

2. En quoi vos découvertes pourraient-elles changer le traitement de maladies comme Alzheimer ou les douleurs chroniques ?
Nos recherches partent de l’étude des dysfonctionnements cellulaires fondamentaux, comme les erreurs de repliement des protéines ou les signaux défaillants. C’est un peu comme réparer le câblage d’une maison : si l’on détecte les pannes assez tôt, on peut éviter des problèmes plus graves. Pour la maladie d’Alzheimer, par exemple, nous cherchons à identifier les tout premiers signes d’alerte, avant l’apparition des symptômes. En comprenant les premières modifications des cellules cérébrales et les protéines sensibles à la lumière qui peuvent révéler ces changements, nous espérons diagnostiquer et traiter la maladie plus tôt. Pour les douleurs chroniques, nous étudions comment les cellules nerveuses envoient de mauvais signaux. Grâce aux protéines sensibles à la lumière et à des outils spécifiques, nous essayons de bloquer ou corriger ces signaux, ouvrant ainsi la voie à des traitements sans les effets secondaires des médicaments classiques.

3. L’intelligence artificielle prend une place croissante dans votre travail. La science devient-elle plus intelligente que nous ?
Dans certains domaines, comme l’analyse de données ou la détection de motifs dans d’immenses volumes d’information, l’intelligence artificielle est incroyablement rapide et puissante. Mais lorsqu’il s’agit de poser les bonnes questions, de générer de nouvelles idées ou de combiner des savoirs complexes issus de disciplines différentes, l’esprit humain reste irremplaçable. Au fil de ma carrière, j’ai vu l’IA devenir un outil indispensable, qui prolonge notre pensée, nous aide à aller plus vite et à découvrir des éléments que nous aurions pu manquer seuls. Mais elle ne remplace pas la curiosité ou la créativité humaine. Pour moi, la science ne devient pas plus intelligente que nous elle nous aide plutôt à mieux comprendre notre propre fonctionnement et le monde qui nous entoure.

II. Une scientifique mondiale

4. Née en Chine, formée aux États-Unis, aujourd’hui professeure en France que vous a appris ce parcours international ?
Ce parcours m’a appris que l’excellence scientifique peut prendre des formes très variées. J’ai étudié la chimie à l’Université de Pékin, puis je suis partie aux États-Unis pour mon doctorat et mes recherches postdoctorales. Aux États-Unis, j’ai appris à penser de manière audacieuse, à prendre des risques en recherche, soutenue par des ressources importantes et une communauté scientifique internationale. En France, j’ai découvert une culture de la rigueur, de la réflexion en profondeur et un profond respect du savoir, avec un fort encouragement à la coopération internationale. La Chine, quant à elle, a connu un développement scientifique fulgurant ces vingt dernières années, notamment dans les sciences biomédicales. Cette combinaison de liberté, de rigueur et de dialogue interculturel façonne aujourd’hui ma manière de faire de la science.

5. En tant que présidente de la Société Médicale Sino-Française, comment percevez-vous l’échange scientifique interculturel ?
Il est essentiel à l’innovation. La collaboration entre cultures apporte des regards nouveaux, stimule la créativité et construit une compréhension mutuelle. À l’Université de Pennsylvanie, mon directeur de thèse J. Kent Blasie m’a encouragée à mêler la physique, la chimie de synthèse et la médecine. Plus tard, à l’Université Rockefeller, mon superviseur Thomas P. Sakmar m’a poussée à intégrer physique et biologie chimique de manière innovante. Ces échanges demandent de la patience, de la persévérance, et une volonté de dépasser les différences linguistiques, administratives et culturelles. Mais les fruits de ces collaborations sont souvent extraordinaires, bien au-delà de ce que l’on pourrait atteindre en travaillant seul.

6. Voyez-vous l’Afrique comme un acteur émergent de la science ? Quelles opportunités ou défis identifiez-vous ?
Lorsque j’étais au lycée, mon père a travaillé pendant deux à trois ans sur des projets d’ingénierie au Kenya. Il rapportait des diapositives et des photos des paysages et animaux africains, ce qui a éveillé très tôt ma fascination pour le continent. Aujourd’hui, l’Afrique est un acteur scientifique émergent, notamment dans des domaines comme la biodiversité, les maladies infectieuses ou la santé publique. Ses ressources naturelles, sa population jeune et dynamique et ses écosystèmes uniques ouvrent un immense potentiel de découvertes bénéfiques à l’échelle mondiale. Mais les défis sont encore nombreux : financement limité, infrastructures insuffisantes, et besoin de former plus de scientifiques localement. Il faudra des investissements durables, du renforcement des capacités, et des partenariats équitables qui respectent véritablement les priorités et le leadership africains.

III. Femmes, famille et avenir

7. Mère de deux garçons, comment conciliez-vous recherche de haut niveau et vie de famille ?
C’est extrêmement difficile. La culpabilité est fréquente, surtout lorsque je voyage beaucoup et que je crains de ne pas être assez présente pour mes enfants. Mais j’ai la chance d’avoir un mari scientifique, passionné par l’origine du code génétique, qui me soutient profondément. Son amour et sa présence stable nous permettent, à moi et à nos enfants, de nous épanouir malgré les défis.

8. Dans vos laboratoires, défendez-vous une approche collaborative ou sensible au genre ?
Je promeus une collaboration internationale forte avec des partenaires en France, aux États-Unis, au Royaume-Uni, en Allemagne, en Australie, en Chine et ailleurs. En tant que femme scientifique, je suis particulièrement consciente des dynamiques de genre. Mon équipe est équilibrée, avec un nombre à peu près égal d’hommes et de femmes. Je reconnais les forces et défis particuliers que les femmes apportent à la science, et je m’efforce de créer un environnement où chacun peut contribuer et grandir.

9. Quel message adresseriez-vous à une jeune fille africaine qui rêve de devenir scientifique ?
Je lui dirais de cultiver une passion sincère pour l’exploration de l’inconnu. On enseigne souvent aux femmes à craindre l’incertitude, je lui dirais de l’embrasser. La science est faite de curiosité et de courage. Cherche des mentors, développe tes compétences, et n’oublie jamais que tes questions sont précieuses, et que ta voix mérite d’être entendue.

IV. Éthique, espoir et exploration

10. Travailler avec la lumière pour contrôler les neurones semble relever de la science-fiction. Le risque éthique est-il réel ?
Nos recherches actuelles utilisant la lumière pour contrôler les neurones se concentrent uniquement sur des modèles cellulaires et animaux, loin de toute application humaine. Nous respectons strictement les normes éthiques, et tout passage à l’humain devra être précédé d’études de sécurité approfondies, d’une discussion transparente avec la société, et d’une supervision éthique rigoureuse. La frontière entre innovation scientifique et responsabilité éthique est précieuse et doit être protégée avec soin.

11. Vous parlez souvent de science « interdisciplinaire ». Pourquoi cette approche est-elle si importante pour la médecine de demain ?
La médecine moderne est confrontée à des problèmes trop complexes pour être résolus par une seule discipline. Il faut réunir biologie, chimie, physique, ingénierie, science des données et intelligence artificielle. Cette convergence permet d’élargir les perspectives, de développer de nouveaux outils, et d’accélérer les découvertes, transformant en profondeur les soins aux patients.

12. Si vous pouviez mener un projet de recherche en Afrique, lequel choisiriez-vous et pourquoi ?
Je me concentrerais sur l’application des technologies optogénétiques et des protéines sensibles à la lumière au diagnostic précoce et au traitement des maladies neurodégénératives dans les populations vieillissantes. L’Afrique vit des transitions démographiques uniques, avec des facteurs sociaux et biologiques qui pourraient révéler de nouveaux mécanismes et pistes thérapeutiques. Étudier ces spécificités ne profiterait pas seulement aux communautés africaines, mais enrichirait aussi la compréhension mondiale du vieillissement et des maladies neurodégénératives.

Qu’est-ce que l’« optoprotéomique » ?
L’optoprotéomique est un concept introduit par mon équipe et publié en 2017. C’est une nouvelle branche de l’optogénétique, qui consiste à utiliser des acides aminés photosensibles pour transformer des protéines non lumineuses en protéines émettrices de lumière. Contrairement aux approches classiques basées sur des photoprotéines naturelles, l’optoprotéomique permet de suivre et de manipuler précisément le comportement des protéines à l’aide de la lumière, révélant des dynamiques cellulaires et des interactions moléculaires jusqu’alors inaccessibles.

Collaborations Internationales 国际合作

La professeure Shixin Ye-Lehmann dirige ou participe à de nombreuses collaborations internationales dans des domaines de pointe tels que l’expansion du code génétique, l’optoprotéomique, le marquage bioorthogonal fluorescent et les neurosciences. Son réseau scientifique s’étend sur quatre continents et rassemble des expertises en chimie, biologie, modélisation structurale et médecine translationnelle.

Collaborateurs clés :

• Thomas P. Sakmar
  Laboratoire de signalisation et biologie chimique, New York, États-Unis
  Spécialiste des voies de signalisation et des protéines membranaires.

• Lei Wang
  Université de Californie à San Francisco, États-Unis
  Pionnier de l’expansion du code génétique et de la biologie synthétique.

• Jeff Holst
  Université de Sydney, Australie
  Travaux sur le cancer de la prostate et les transporteurs d’acides aminés.

• Péter Kele
  Institut de chimie organique, Académie hongroise des sciences, Hongrie
  Expert en marquage fluorescent bioorthogonal utilisant des acides aminés non naturels (UAAs).

• Shigeyuki Yokoyama
  Centre de biologie structurale, RIKEN, Yokohama, Japon
  Spécialiste en biologie structurale et conception de protéines.

• Tatsuo Shibata
  RIKEN, Japon
  Modélisation cinétique de la synthèse des protéines dans le contexte de l’expansion du code génétique.

• Min-Xin Guan (关敏欣)
  Institut de génétique, Université du Zhejiang, Hangzhou, Chine
  Reconnue pour ses travaux sur la génétique mitochondriale et les maladies héréditaires.

• Dali Li (李大力)
  Université normale de Chine de l’Est, Shanghai, Chine
  Édition du génome chez les rongeurs et thérapie génique préclinique.

• Hang Shi (石航)
  Université Tsinghua, Pékin, Chine
  Ingénierie des protéines et production de protéines recombinantes.

• Rajkumar Halder
  Ruhvenile Biomedical Inc., New Delhi, Inde
  Développement de l’optoprotéomique et d’outils à base d’acides aminés sensibles à la lumière.

Citation inspirante
« Je ne voulais pas seulement comprendre la vie, je voulais l’éclairer. »