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Ancien lauréat
Prix d'excellence du CRSNG de 2004

David Dolphin

Titulaire d'une bourse de recherche Killam

The University of British Columbia


Il y a à peine cinq ans, le diagnostic de dégénérescence maculaire liée à l'âge, était un signe précurseur de cécité progressive menant à la perte totale de la vue. Grâce à David Dolphin, ce n'est plus le cas. Il est le principal créateur de VisudyneMD, le médicament ophtalmique le plus utilisé au monde qui, depuis 2000, a préservé la vision d'environ 300 000 personnes.

Selon M. Dolphin, la beauté du médicament réside non seulement dans sa capacité d'aider les personnes à voir la lumière, mais également dans sa capacité d'interagir avec la lumière. En effet, le VisudyneMD est une porphyrine, classe de molécules organiques colorées qui interagissent avec la lumière et qui comptent parmi certains des éléments les plus fondamentaux de la vie. Au cours des 40 dernières années, les porphyrines n'ont cessé de piquer la curiosité du professeur Dolphin.

« L'aspect le plus crucial dans le développement du VisudyneMD a été de comprendre comment on modifie la longueur d'onde de la lumière que ces molécules de porphyrine absorbent. Il fallait faire en sorte que les porphyrines absorbent la lumière que le sang n'absorbe pas », explique le professeur Dolphin, l'un des trois finalistes de la prestigieuse Médaille d'or Gerhard-Herzberg en sciences et en génie du Canada de 2005, décernée par le CRSNG.

Pour créer le VisudyneMD, le professeur Dolphin a mis à profit ses recherches révolutionnaires sur la synthèse et le comportement physiologique de ces molécules organiques appelées « pigments de la vie ».

Les porphyrines, dont il existe des centaines de formes connues – toutes des variantes d'une même structure moléculaire en forme de beignet et composées de 20 atomes de carbone et de quatre d'azote – sont à maints égards le rêve du chimiste. Elles sont colorées (donc faciles à voir), stables et se lient avec presque tous les métaux. La porphyrine associée à un atome de fer est l'hème, la base de l'hémoglobine qui rend le sang rouge. La chlorophylle verte est également une porphyrine, associée à un noyau de magnésium. La vitamine B12 est aussi une molécule qui ressemble à la porphyrine, mais dont le centre est occupé par un atome de cobalt.

En 1963, le professeur Dolphin a publié dans la revue Nature son premier article scientifique qui décrivait le mécanisme biologique de la vitamine B12. Plus tard au cours des années 1960, quand il était à la Harvard University, il a démontré ce qui se passe quand une molécule de chlorophylle absorbe un photon de lumière, levant ainsi le voile sur la première étape du moteur photochimique indispensable au fonctionnement de tous les organismes vivants. Cette recherche a été le début de son travail d'avant-garde en chimie biomimétique, qui fait appel à des expériences chimiques simplifiées, avec éprouvettes, pour étudier et expliquer les processus naturels.

Au début des années 1980, il s'était forgé une réputation d'expert mondial dans le domaine des porphyrines, et il a été le rédacteur en chef d'un ouvrage précurseur de sept volumes intitulé The Porphyrins.

Le professeur Dolphin souligne d'emblée qu'il était fort naïf à cette époque. « Je pensais que cet ouvrage avait fait le tour de la majeure partie de ce que l'on connaissait et de ce qu'il y avait à dire sur les porphyrines. En fait, ce n'était que le commencement. Ce travail a été le catalyseur d'une révolution dans la chimie des porphyrines, qui n'a cessé de croître chaque année. J'en suis stupéfié. »

De fait, on sait maintenant que les porphyrines sont la base des antidouleurs utilisés par certains insectes piqueurs pour engourdir leurs victimes, et chaque fois que nous gravons des CD ou des DVD, il y a des porphyrines à l'œuvre.

Mais la surprise la plus grande probablement est que les porphyrines ont un potentiel pour la thérapie photodynamique (PDT), c'est à dire la médecine qui fait appel à la lumière pour traiter ou prévenir les maladies. Au début des années 1980, le professeur Dolphin a formé une équipe avec Julia Levy, microbiologiste à l'University of British Columbia (UBC), dans le but initial de créer des couples porphyrines-anticorps à usage thérapeutique. Leur attention fut rapidement captée par le champ nouveau et en expansion de la PDT et de son potentiel pour le traitement du cancer. Leurs recherches, réalisées conjointement avec l'entreprise vancouvéroise de biotechnologie Quadra Logic Technologies Incorporated (QLT Inc.) (dont la professeure Levy était jusqu'à récemment présidente et directrice générale), ont abouti à la découverte de molécules de porphyrine activées par la lumière, qui réduisent la taille des tumeurs en tuant les nouveaux vaisseaux sanguins. C'était un premier pas crucial qui allait mener à l'application de ces molécules au traitement de la dégénérescence maculaire liée à l'âge. En effet, la cécité est causée par un réseau inextricable de nouveaux vaisseaux sanguins qui finissent par détruire la rétine.

Pendant plus de cinq ans, le professeur Dolphin, à la tête de groupes de recherche tant à l'UBC (où il est le titulaire de la Chaire de recherche industrielle CRSNG-QLT Inc. sur les technologies de la photodynamique) que dans les laboratoires de QLT Inc. (dont il est vice-président au développement technologique), a peaufiné les molécules de porphyrine afin d'en faire le VisudyneMD, un tueur tactique activé par la lumière.

La beauté thérapeutique du VisudyneMD, c'est qu'il s'accumule préférentiellement dans les nouveaux vaisseaux sanguins, qu'il est activé par la lumière visible inoffensive (à une longueur d'onde où il n'y a pas d'absorption par le sang) et que sa toxicité est très localisée. Il s'agit d'éclairer le VisudyneMD d'un faisceau de lumière, et pendant deux millièmes de seconde, il active l'oxygène pour faire des ravages dans la machinerie cellulaire voisine. Quand on éteint la lumière, le VisudyneMD redevient une molécule inoffensive que le corps peut éliminer en quelques jours.

Ces recherches ont donné lieu à quelque 50 brevets américains et, selon le professeur Dolphin, elles ont grandement profité du partenariat solide qu'il a établi avec l'industrie. Ses travaux ont également permis à l'UBC de recueillir environ 30 millions de dollars en redevances.

« Ce qui me passionne, c'est résoudre des problèmes, qu'ils soient de nature fondamentale ou appliquée, explique le professeur Dolphin. Pour les chercheurs universitaires qui commercialisent le fruit de leurs travaux, leur productivité en recherche fondamentale augmente presque toujours. Et je sais par expérience, pour avoir travaillé avec des étudiants diplômés, qu'ils sont très enthousiasmés par la perspective de faire des recherches qui pourraient un jour profiter à l'humanité. »

À l'aube de sa cinquième décennie de recherche sur les porphyrines, David Dolphin entrevoit les possibilités d'un nouvel univers de thérapies photodynamiques basées sur les porphyrines, y compris les applications pouvant aller du traitement du cancer à la greffe des cheveux.

Réalisations

David Dolphin est l'un des fondateurs de la chimie moderne des porphyrines. Au cours des 40 dernières années, il a publié presque 400 articles scientifiques et a rédigé ou édité 18 ouvrages, allant d'un ouvrage encyclopédique en deux volumes (Vitamin B12) à une série de sept volumes intitulée The Porphyrins. Son laboratoire à l'UBC est l'un des principaux centres de formation pour les étudiants du monde entier en chimie organique et en chimie de synthèse. Il a formé 45 étudiants diplômés et 88 stagiaires postdoctoraux.

Les applications utiles de ses recherches ont orienté les collaborations de M. Dolphin. Au cours de sa carrière, la plupart des grandes compagnies pharmaceutiques mondiales l'ont consulté. Depuis 1987, il est vice-président au développement technologique chez QLT Inc., une société vancouvéroise de biotechnologie, et depuis 1992, il est le titulaire de la Chaire de recherche industrielle CRSNG-QLT Inc. sur les technologies de la photodynamique. Ce partenariat université-industrie a permis de mettre au point le VisudyneMD, un médicament qui a préservé la vision de milliers de personnes et pour lequel le professeur Dolphin a reçu le prix Heroes of Chemistry en 2004, décerné par l'American Chemical Society.

Outre ses réalisations exceptionnelles en recherche et en formation, le professeur Dolphin est également au cœur des activités de recherche à l'UBC. Depuis 1985, il y a occupé divers postes dans le domaine des sciences : doyen associé, doyen intérimaire et vice-président intérimaire à la recherche.

Aperçu biographique

Né à Londres, en Angleterre, en 1940, David H. Dolphin a obtenu un B.Sc. en 1962, puis un Ph.D. en 1965 à l'University of Nottingham. Après quoi, il a fait un stage postdoctoral d'une année dans le laboratoire du spécialiste de la chimie organique Robert B. Woodward, à la Harvard University, une période passionnante marquée de percées importantes en chimie synthétique et couronnée par l'attribution du prix Nobel en chimie au professeur Woodward. David Dolphin s'est ensuite joint au Département de chimie de la Harvard University à titre de professeur adjoint en 1966. En 1974, il a quitté Harvard pour se joindre à la Faculté des sciences de l'University of British Columbia, où il est actuellement titulaire d'une bourse de recherche Killam. Il est devenu membre de la Société royale du Canada en 2001 et de la Royal Society (Londres) en 2002.