Dans le laboratoire de Tilghman à Princeton, Brunkow travaille sur legène H19(en)[3]. Ses recherches sur ce gène mal connu à l'époque, montrent que ce premier longARN non codant décrit avait une fonction potentiellement importante et n'était ni un gène « poubelle » ni un gène muté devenu inutilisable. Ses recherches doctorales ont contribué à la compréhension actuelle de l'empreinte génomique, le concept selon lequel un gène peut être inhibé selon qu'il a été hérité de la mère ou du père.Elles illustrent également l'importance de larecherche fondamentale et de larecherche scientifique dans la compréhension et le suivi des maladies[2].
Depuis 2009, Mary Brunkow est responsable principale de programme à l'Institute for Systems Biology(en) (ISBS) àSeattle, un organisme de recherchesans but lucratif qui propose une approche interdisciplinaire de la recherche en biologie[2].Elle y mène différents projets de recherche comme le rôle de lagénomique familiale dans des adaptations[4], des pathologies comme la maladie d'Alzheimer[5], l'ostéoporose[6] ou lamaladie de Lyme[7],[8].
Dans les années 1980-1990, latolérance immunitaire est supposée se développer grâce à un processus appelé « tolérance centrale », dans lequel les nouveauxlymphocytes T susceptibles d’attaquer l’hôte sont éliminés dans lethymus avant d’être libérés dans le corps[9].En 1995, le chercheur en immunologie à l’université d’Osaka,Shimon Sakaguchi, réalise une première avancée en démontrant qu'une classe de cellules immunitaires jusqu’alors inconnue, leslymphocytes T régulateurs, protège l’organisme contre lesmaladies auto-immunes[2].
Dans les années 1990, Mary Brunkow travaille avecFred Ramsdell àCelltech(en), une société debiotechnologie située àBothell, dans l'État de Washington, auxÉtats-Unis qui développe des médicaments contre les maladies auto-immunes.Les chercheurs s'intéressent à unemutation particulière de souris et cherchent à comprendre le mécanisme moléculaire sous-jacent à la maladie chez ces souris « scurfy » (squameuses).Les souris squameuses sont des souris mâles malades naissant de manière inattendue avec une peausquameuse, unerate et desganglions lymphatiques très hypertrophiés. Leur vie n'est que de quelques semaines. Elles ont été étudiées dans les années 1940 dans un laboratoire d'Oak Ridge, dans leTennessee, où des chercheurs étudiaient les conséquences desradiations dans le cadre duProjet Manhattan et du développement de labombe atomique[10].
En 2001, Mary Brunkow et son équipe dontFred Ramsdell[11], publient dans la revueNature Genetics un articleDisruption of a new forkhead/winged-helix protein, scurfin, results in the fatal lymphoproliferative disorder of the scurfy mouse dont elle est l'auteur principal[12]. Cette autre découverte-clé montre qu'un certain type de souris, la souris squameuse, particulièrement vulnérable aux maladiesauto-immunes, possède unemutation dans un gène qu’ils nommentFOXP3.FoxP3 (Forkhead Box P3), aussi nomméscurfin, est une protéine régulant les réponses du système immunitaire. Lescellules T régulatrices (Treg) sont une sous-population de lymphocytes T CD4+CD25+ doués de propriétés immuno-régulatrices exprimant le facteur de transcription FoxP3[13]. L’inactivation du gène FoxP3 par mutation provoque chez la souris et chez l’homme une forme létale de maladie auto-immune touchant plusieurs organes, une forme desyndrome lymphoprolifératif[14].
Le gène FoxP3 contrôle le développement des lymphocytes T régulateurs. Une découverte récompensée par le Prix Nobel de médecine 2025.
Deux ans plus tard, Sakaguchi fait le lien entre ses propres découvertes et celles de Brunkow et Ramsdell. Il démontre que le gène Foxp3 régit le développement des cellules qu’il avait identifiées en 1995. C'est le gène Foxp3 qui contrôle le développement des lymphocytes T régulateurs, empêchant ainsi d'autreslymphocytes T d'attaquer par erreur leur propre hôte et qui signale également au système immunitaire le moment où il va se retirer après avoir combattu les virus ou bactéries envahissants[16].
Les travaux de recherche de Mary Brunkow et de ses collègues, l'identification des cellules T régulatrices qui empêchent les cellules immunitaires d’agresser les tissus de l’organisme, sont considérés par lecomité Nobel qui les a récompensés comme des découvertes révolutionnaires sur la tolérance immunitaire périphérique. Le comité souligne que ces découvertes « ont ouvert un nouveau champ de recherche et favorisé le développement de traitements innovants, notamment pour lecancer et lesmaladies auto-immunes »[17].
L'annonce de son prix Nobel devait être faite directement par l'Académie suédoise à Mary Brunkow dans la nuit, mais celle-ci a pris les appels téléphoniques insistants deStockholm pour desspams, n'y a pas répondu et s'est endormie. Vers 3h45 du matin, le photographe Lindsey Wasson, envoyé par l'agenceAssociated Press deSeattle, vient frapper à la porte de la maison de Mary Brunkow. Son mari ouvre et le photographe lui apprend la nouvelle. Il vérifie l'information sur le site de l'agence et va réveiller sa femme qui reste incrédule un moment, puis découvre les avalanches d'appels manqués, de messages et de mails de ses proches et de journalistes, la félicitant pour son prix Nobel[18].
↑« Le prix Nobel de médecine décerné aux chercheurs américains Mary E. Brunkow, Fred Ramsdell et japonais Shimon Sakaguchi, pour leurs recherches sur le contrôle du système immunitaire »,Le Monde,(lire en ligne, consulté le)
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