Sérendipité : le Rôle du Hasard dans les Découvertes

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Derrière les intuitions de génie se cache parfois une malencontreuse erreur ou un oubli. Le hasard joue parfois un rôle important dans le processus de découverte. La sérendipité est le terme qui désigne la découverte fortuite de quelque chose que l‘on ne cherchait pas. Les exemples historiques de sérendipité sont nombreux : la pénicilline de Fleming, les premiers médicaments anti-cancéreux, le viagra. Claude Monneret, chercheur émérite à l’Institut Curie, retrace pour nous l’histoire du hasard dans la découverte de médicaments.

 

Les aventures des trois princes de Serendip (Contes).
Illustration de Stéphane Bussy extraite des carnets de serendipity d’Henri Kaufman.
Les aventures des trois princes de Serendip (Contes)

Les pérégrinations des trois fils de Serendip

Le terme « sérendipité » vient du mot anglais « serendipity » apparu en 1754. Il est inspiré d’un conte perse d’Amir Khusrau (1253-1325). Ce récit relate le voyage à la découverte du monde des fils d’un roi du Sri-Lanka (île anciennement appelée Serendip). Ces jeunes hommes instruits étaient sagaces. Ainsi, lorsqu’ils rencontrèrent un chamelier qui venait de perdre son chameau, ils purent décrire le physique de la bête perdue sans l’avoir jamais vue, grâce à la seule observation des traces de l’animal. Ils furent accusés d’avoir volé le chameau et emprisonnés jusqu’à ce que l’on retrouve le fugueur. Leur subtil discernement fut alors loué et leurs conseils prisés.

La sérendipité désigne le talent de trouver ce que l’on ne cherche pas. Il désigne aussi le bénéfice inattendu d’une découverte involontaire. En science, le rôle du hasard est difficilement quantifiable. Les chercheurs décrivent généralement leurs résultats comme le fruit d’une déduction logique et masquent ainsi la part d’aléatoire dans la découverte.

Ce ne fut cependant pas le parti-pris d’Isaac Newton. Ce dernier est fameux pour avoir conçu l’idée de l’attraction gravitationnelle après avoir reçu une pomme sur la tête. Il est néanmoins probable que l’aventure de Newton et de sa pomme soit une invention de ce dernier pour marquer les esprits et faire oublier ses 42 ans, âge bien supérieur aux découvreurs de génie de cette époque. La pomme de Newton présente une histoire analogue au « Eurêka » (j’ai trouvé en Grec) d’Archimède immergé dans son bain.

Fabuleux hasard : comment sont découverts les médicaments ?

Claude Monneret est pharmacien et directeur de recherche émérite. Il fut aussi directeur d'une unité de recherche en pharmacochimie à l’Institut Curie de 1996 à 2001. Ses thématiques de recherche sont la conception et synthèse de composés chimiques anti-tumoraux, anti-angiogéniques et antiviraux et la vectorisation de médicaments anticancéreux. En 2009, il a co-écrit avec Claude Bohuon un ouvrage intitulé « Fabuleux hasards : comment sont découverts les médicaments. »

Lors de la conférence des Mardis de l’Institut Curie dédiée à la sérendipité, Claude Monneret a cité pas moins d’une dizaine de substances thérapeutiques issues des fruits du hasard. Saviez-vous que le premier agent anti-cancéreux jamais développé s’appelle le Mustargen®. Ce nom vous fait penser à quelque chose ? C’est probablement parce qu’il est dérivé du gaz moutarde, funestement célèbre pour l’utilisation qu’en ont faite les allemands puis les alliés dès 1915. Un accident de bateau transportant de grandes quantités de gaz (83 marins décédés) puis des recherches pour la conception d’un médicament pour traiter les effets du gaz moutarde menèrent à l’utilisation de ses dérivés pour réduire la croissance de tumeurs. Ces découvertes ont ouvert le champ à la chimiothérapie et ont sauvé de nombreuses vies. Ce premier exemple, cité par Claude Monneret, montre que même d’un événement tragique peut découler une découverte positive.

Le sérendipité et l’intuition

« Le hasard ne favorise que les esprits préparés. » Louis Pasteur

La découverte accidentelle de la pénicilline en 1928 est un exemple classique de sérendipité. Alexandre Fleming était connu pour être négligent et peu soigneux. Il serait parti en vacances en laissant à découvert ses boîtes de cultures de bactéries qui auraient alors été infectées. Le génie de Fleming à son retour a été de remarquer, sur les bords de ces moisissures, une zone dans laquelle les bactéries cultivées ne s’étaient pas développées. Conscient de l’importance de sa découverte, il identifia le champignon responsable comme étant de la famille du pénicillium. La découverte de la pénicilline a révolutionné le monde de la médecine en ouvrant l’ère des antibiotiques modernes.

Le Modafinil®, quant à lui, est un excitant qui fut découvert alors que le Dr Lafon, directeur du laboratoire du même nom, cherchait à développer un sédatif! Sa rencontre avec le professeur Jouvet, spécialiste du sommeil, lui permit de développer un médicament pour la narcolepsie et l’hypersomnie. L'histoire de cette découverte est encore un exemple flagrant de sérendipité. Sans l’intuition de ces Hommes de science aucune de ces substances n’aurait peut-être vu le jour.

La sérendipité et la curiosité

Dans ce processus de découverte un peu surprenant, la curiosité joue aussi un rôle clef. L’une des révolutions majeures en cancérologie est la découverte du cis-platine. Ce produit est utilisé en chimiothérapie. Il permet la formation de liens chimiques entre différents brins d’ADN et limite le développement des cellules cancéreuses. On doit cette découverte, aux applications thérapeutiques nombreuses, à l’esprit curieux de Barnett Rosenberg, professeur à l’université du Michigan. En 1965, celui-ci eut l’idée saugrenue de plonger des bactéries, en l’occurrence Escherichia coli, dans un champ magnétique et d’y introduire un courant électrique. Le dérivé du platine formé au sein de la réaction réagissant avec l’ADN, la division cellulaire s’en est alors trouvée modifiée. Une curiosité qui, de fil en aiguille, a permis la conception de nouveaux médicaments contre les cancers génito-urinaires et des voies respiratoires.

La sérendipité et l’observation

Depuis toujours, les effets curatifs des plantes ont été connus et exploités. Plus de la moitié des principes actifs utilisés aujourd’hui sont dérivés d’extraits de plantes, souvent toxiques. Les bénéfices de ces produits ont souvent été découverts par des scientifiques curieux de connaître l’origine de leur toxicité. La rigueur et la rationalité doivent accompagner le long travail d’identification, d’extraction et de stabilisation des composés chimiques pour peut-être arriver à la mise sur le marché d’un médicament efficace. L’histoire de la découverte des vincamine et vincristine en est un bon exemple. La pervenche de Madagascar est une plante de la famille des apocynacées utilisée par les malgaches pour ses propriétés « coupe-faim » et curatives. En 1952, Robert Noble en reçut quelques feuilles envoyées de Jamaïque par son frère le Dr Clark Noble. Il étudia les propriétés anti-diabétiques de cette plante et découvrit par la même occasion qu’elle pouvait inhiber la mitose cellulaire. Dr Noble a ensuite extrait de la pervenche deux principes actifs la vinblastine et la vincristine, toxines extraites de la pervenche et bloquant la division cellulaire. Ces protéines sont la base de deux antitumoraux (le Velbé® et l’Onconvin®).

« Mais l’histoire ne s’arrête pas là. » Claude Monneret

En effet, d’autres équipes de recherche, et notamment celle du pharmacien et chimiste Pierre Potier, s’intéressèrent aussi à cette substance. L’équipe de Pierre Potier développa l’hémisynthèse de ce produit qui permit la commercialisation de plusieurs autres médicaments anticancéreux (la Vinblastine®, la Vinorelbine® ou Navelbine® puis le Javlor® grâce à une équipe de Poitiers).

L’if aussi était connu depuis Théophraste pour sa forte toxicité. Son effet de ralentissement de la croissance des cellules a été découvert en 1960 aux Etats-Unis. L'accès au médicament développé grâce à l'if américain (le Taxol®) a été ouvert aux équipes de recherche européennes grâce à la démarche originale de l’équipe de Pierre Potier qui a su tirer profit des ifs européens présents le long des routes de Gif-sur-Yette. Cette coïncidence a donc permis la confection d’un second médicament anti-cancéreux issu de l’if, le Taxotère®. Celui-ci n’aurait cependant peut-être pas vu le jour si ces arbres n’avaient pas été présents sur la commune de Gif car les scientifiques américains avaient refusé de partager leurs échantillons.

De nombreux médicaments sont issus de la médecine naturelle. Pour que le transfert de connaissances des médecines traditionnelles aux médecines modernes ait lieu le scientifique doit avoir l’esprit très large. Comme pour toute innovation, il doit être capable de sortir des sentiers battus pour tirer profit d’une observation, d’une question, d’une curiosité.

La recherche scientifique et les tragédies humaines

L’histoire du Thalidomide® montre que la sérendipité peut également être à double tranchant. Le Thalidomide® est un médicament qui fut notamment administré entre 1950 et 1960 aux femmes enceintes comme anti-nauséeux et sédatif. Il s’est ensuite avéré que cette substance avait des effets néfastes sur le développement de l’embryon (tératogène). Cette crise sanitaire eut pour conséquences de nombreux décès prénataux ainsi que la naissance d’enfants présentant une atrophie des membres supérieurs. Ce scandale mis en avant l’importance de la mise en place d’un système de pharmacovigilance pour permettre un suivi des médicaments après leur commercialisation et ainsi d’identifier ceux dont les effets secondaires seraient trop importants.

Le Thalidomide® éveille encore d’angoissants souvenirs chez certains individus. Il a pourtant vécu une surprenante renaissance lorsqu’en 1964 le Dr Jacob Sheskin traita un patient atteint d’un douloureux érythème noueux dû à la lèpre. Par la suite, une étude montra un taux de guérison de 92% sur 173 patients. Résultats qui furent ensuite confirmés à plus grande échelle. Plus tard, et dans d’autres circonstances, des patients atteints d’une dystrophie purent retrouver leur mobilité grâce à ce traitement. Ce médicament n’est bien sûr jamais prescrit à des femmes enceintes mais ce qui avait commencé comme un désastre engendra ensuite un miracle et sauva de nombreuses vies.

 

« Lève toi et marche... » Crédit : Rachelcreative / Flikr.
Sérendipité fauteuil rouland

La sérendipité et la vigilance

« Si la pharmacovigilance est importante, l’observation clinique est, quant à elle, un élément clef de la découverte de nouveaux effets des substances. Un patient présentant plusieurs pathologies peut être traité pour l’une et obtenir des progrès pour l’autre. Chaque acteur de la santé doit alors jouer son rôle de veille et d’information. Les effets du viagra furent par exemple observés en premier lieu lors de traitements cliniques sans lien avec le problème de l’impuissance masculine. »

Certaines substances comme l’aspirine et le paracétamol ont ainsi une histoire longue et complexe. Leur développement s’est fait par étapes progressives, d’observations en découvertes. Ce sont aujourd’hui deux des médicaments les plus consommés au monde. D’ailleurs, de nouveaux effets de ces deux produits sont encore régulièrement découverts. Il y a quelques jours, une nouvelle étude montrait que les anticholesterols réduiraient potentiellement la dépression. Une autre encore montrait des potentiels effets bénéfiques de l’aspirine sur le cancer.

La sérendipité et la liberté de recherche

Les qualités requises pour tirer profit de la sérendipité peuvent être la curiosité, l’observation, la créativité, la persévérance, l’intuition. Les plus illustres savants étaient multidisciplinaires, ouverts aux philosophies, « touche-à-tout ». Mais les chercheurs sont aujourd’hui très sollicités par leurs organismes. Leur charge administrative est lourde et les projets de financement restrictifs. La créativité des chercheurs et leur capacité à observer les produits du hasard pour ensuite en tirer parti ont moins de place qu’avant pour s’exprimer.

« Aujourd’hui les chercheurs prennent moins de risques, » explique Claude Monneret. «  Ils sont constamment évalués et peuvent moins s’égarer dans des voies de recherche au but indécis. Bernard Acoyer, président de l’assemblée nationale, disait ‘le principe de précaution érigé en dogme absolu peut être source d’immobilisme et de passivité car il peut être mal interprété.’ » A l’heure actuelle, la recherche fondamentale est malmenée. Son financement est régulièrement remis en question par ceux qui souhaitent que la recherche soit plus proche de l’industrie. Dans ce système, il est légitime de se demander si la sérendipité a encore la liberté de générer des découvertes géniales, inattendues et au potentiel parfois immense.

 

Pour en savoir plus :

Le hasard en science selon Cédric Villani, un reportage qui était disponible dans le n°1 du magazine National Geographic Sciences http://archives-lepost.huffingtonpost.fr/article/2011/10/19/2618127_video-le-hasard-en-science-selon-cedric-villani.html

La sérendipité, enjeu majeur des services numériques de contenus http://www.telcospinner-solucom.fr/2011/07/la-serendipite-enjeu-majeur-des-services-numeriques-de-contenus/

 

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Pierre : Un livre très complet sur la sérendipité : De la sérendipité dans la science, la technique, l'art et le droit : Leçons de l'inattendu de Pek Van Andel et Danièle Bourcier (L'Act Mem, 2008)
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frédéric : Bonjour, a vous signaler aussi un livre très accessible et récemment édité qui s'intitule "Ces petits hasards qui bouleversent la science". L'auteur , Marie Noëlle CHARLES, journaliste et ingénieur, y présente 50 chroniques racontant autant de découvertes scientifiques pour lesquelles le hasard, sous une forme ou une autre, a joué un rôle. (voir l'éditeur : http://www.papillon-rouge.com/)
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