Maclyn McCarty
# Maclyn McCarty

Maclyn McCarty, né le 9 juin 1911 à South Bend dans l'Indiana, mort le 2 janvier 2005, était un généticien américain. Il a passé sa vie à étudier les organismes des maladies infectieuses. Il est plus connu pour avoir participé à la découverte de l'ADN comme constituant chimique des gènes et non pas la protéine. La découverte des secrets moléculaires du gène en question, qui pour les polysaccharides encapsulés de la bactérie pneumococcique, ont permis d'étudier l'hérédité, non plus uniquement par la génétique mais également par la chimie, ce qui a induit le début de la chimie moléculaire. McCarty fut le plus jeune et celui ayant vécu le plus longtemps de l'équipe de recherche qui a permis cette découverte, connue sous le nom d'Expérience de Avery, MacLeod et McCarty. Maclyn McCarty est mort d'insuffisance cardiaque congestive.

## Biographie

Maclyn McCarty est né en 1911 à South Bend, dans l'Indiana. Il est le second de quatre fils d'un responsable de filiale de Studebaker Corporation, à l'époque où ce n'était qu'une entreprise de transports par chariots attelés. Durant son adolescence, McCarty se fixa l'objectif de devenir physicien, et prépara une stratégie, couronnée de succès, pour préparer son admission à la faculté de médecine de l'université Johns-Hopkins. Ayant achevé un cycle prégradué, il rejoint l'université Stanford où il commence ses études dans les domaines naissants de la biochimie, travaillant avec James Murray Luck sur le taux de renouvellement de la protéine dans le foie. En 1937, il débuta sa formation clinique en pédiatrie au service Hariet Lane de l'université Johns-Hopkins où il développa un intérêt particulier pour les maladies infectieuses, en particulier, les traitements antibactériens sulfamidés dont l'usage était naissant dans la médecine. Par la suite, il a continué ses travaux en rejoignant l'université de New York afin de travailler avec William Tillett. Une place de membre au Conseil national de recherches en sciences médicales et une occasion de travail au laboratoire d'Oswald Avery l'ont amené à rejoindre l'université Rockefeller en 1941.

À ce moment, les recherches dans le laboratoire d'Avery étaient ciblées sur la transformation pneumococcique, le changement héréditaire d'une souche pneumococcique depuis une forme non virulente rugueuse jusqu'à une forme virulente lisse encapsulée. L'arrivée de McCarty à l'Institut Rockefeller en septembre 1941 a marqué les 13 ans de cette découverte, connue sous le nom d'expérience de Griffith. Avant cela, les années 1920 ont été marquées par une série d'observations disparates sur le Streptococcus pneumoniae qui ont tendu à démontrer un échange de récepteurs parmi diverses bactéries élevées soit dans un environnement liquide ou exposées à différents extraits et liquide surnageant. À de rares exceptions près, les premiers chercheurs dans ce domaine ont été complètement confus à propos de la distinction entre génotype et phénotype. Aucune expérimentation n'a été lancée par d'autres chercheurs, et, de ce fait, le domaine de para-agglutination n'était pas considéré à sa juste valeur.

Malgré cela, en 1928, Frederick Griffith, une personnalité dans la recherche en santé publique en Grande-Bretagne, a démontré que la conversion d'une souche à une autre peut arriver in vivo sur des souris. Peu après la publication de ces résultats, ils furent confirmés par plusieurs sources, y compris le laboratoire d'Avery. Les analyses se sont basées sur le sérovar, il était connu que la différenciation phénotypique de groupes pneumococciques pouvait être diagnostiquée par leur réaction avec certains sérums sanguins, déjà reconnue pour refléter chimiquement des polysaccharides capsulaires distincts. Griffith n'avait ni les ressources ni l'envie de purifier et identifier l'agent responsable dans des extraits pneumococciques induisant les changements de sérovar. Mais le phénomène de transformation était finalement vaguement compris comme étant une altération de ce que nous appellerions aujourd'hui les facteurs génétiques.

Bien qu'interrompues, parfois pour plusieurs années, ces études étaient depuis 1928 le sujet central du laboratoire d'Avery. Aux alentours de 1940, elles ont été activées par les efforts de Colin MacLeod à purifier l'agent chimique responsable des changements de sérovar, soit la protéine, l'acide nucléique ou un autre type de molécule, et a démontré qu'il était nécessaire et suffisant pour causer le phénomène de Griffith. Les études sur la transformation pneumococcique étaient rendues extrêmement difficiles par une grande variété de variables, qu'il fallait contrôler pour permettre une estimation quantitative de la transformation de l'activité en extraits passant par plusieurs stades de purification. MacLeod, après plusieurs années de recherches, a résolu plusieurs questions techniques épineuses pour rendre le système d'expérimentation plus fiable par un essai sur l'activité biologique. Au moment où McCarty arriva à l'Université Rockefeller, l'équipe d'Avery venait de découvrir que l'agent réactif n'était pas la protéine. Mais qu'était-ce donc ? Pouvait-ce être un glucide soluble, l'ARN, ou moins probablement, l'ADN ? Les progrès de cette recherche durant les trois années suivantes sont décrits dans le mémoire de McCarty The Transforming Principle écrit au début des années 1980.

Pendant que la purification progressait, l'exposition d'extraits de cristalline RNase à des préparations de peptidase a aidé l'équipe d'Avery à déterminer que l'activité biologique des extraits n'était pas dépendante à l'ARN ou la protéine. La cristalline DNase n'était pas disponible avant 1948, mais l'activité biologique a été rapidement réduite par des extraits de tissu riche en DNase. L'arrivée de McCarty à l'Université Rockefeller a marqué un nouveau progrès, à savoir, le développement d'un essai de réaction de la diphénylamine qui a amené à une corrélation positive entre l'ADN avec l'activité biologique. Il est devenu de plus en plus évident que les matériaux actifs dans des extraits purifiés ont étonnamment un haut potentiel dans des microgrammes d'ADN qui pourrait créer la transformation pneumococcique in vitro.

Maclyn McCarty, Colin MacLeod et Oswald Avery se sont battus avec les standards de preuves requis afin de prouver qu'ils avaient accompli une transformation pneumococcique avec de l'ADN hautement purifié depuis des extraits. Après plusieurs enquêtes personnelles, en 1944, ils ont publié dans le Journal of Experimental Medicine que le matériel actif était, en effet de l'ADN privé de protéine ou de tout autre polymère connu.

La difficulté à accepter le concept que « les gênes sont l'ADN » durant les précédentes années a justifié les éloges reçus. Le problème était, en effet, sujet à un formidable, mais prédictible, élan de scepticisme organisé. Certains diront que cette découverte a simplement été ignorée, mais c'est manifestement faux, du moins dans le cas des instituts de recherches new-yorkais. La communauté scientifique n'accepte pas facilement les découvertes scientifiques majeures, et dans ce cas, il y a eu des défis à relever concernant les recherches sur le Streptococcus pneumoniae, ce qui a rendu particulièrement difficile d'inciter d'autres chercheurs à poursuivre ces recherches. Pour commencer, peu de personnes avaient l'expertise nécessaire avec cet agent infectieux. D'un point de vue biologique, il était dangereux de travailler avec, et de plus, il était difficile à développer. Dans le but de tester sa virulence, l'on avait besoin d'utiliser des souris comme filtre sélectif. Le manque le plus critiquable comme corroboration était l'examen d'autres marqueurs phénotypiques, en plus de la polysaccharide capsulaire, afin de déterminer dans quelle mesure les trouvailles sur le gène pour un antigène pneumococcique allaient s'appliquer à d'autres marqueurs génétiques du Streptococcus pneumoniae.

Malgré cela, en 1953, influencé par l'énorme impact de la structure bihélicoïdale de l'ADN de James Watson et Francis Crick, la majorité des chercheurs ont totalement accepté l'article de 1944. En fait, l'on pourrait dire que la preuve formelle que l'ADN encode le matériel générique a été estimée seulement plus tard par des synthèses en laboratoire d'oligonucléotide, et par la démonstration de l'activité biologique du matériel générique, par exemple, les gênes ARNt ou de petits virus d'ADN. Longtemps avant cette preuve formelle, la plupart des observateurs ont accepté la valeur heuristique de la proposition, qu'en effet, les gènes sont faits d'ADN.

Pendant ce temps, McCarty s'est concentré sur les maladies mises en exergue par le streptocoque. Au moment de la retraite d'Homer Swift en 1946, l'on proposa à McCarty de prendre la tête du laboratoire établi en 1922 pour travailler sur le streptocoque et le rhumatisme articulaire aigu. C'était le lieu de travail de Rebecca Lancefield, qui a développé la classification sérologique du streptocoque. À la suite d'innombrables observations cliniques, combinées avec la classification de Lancefield, il a été clair que le rhumatisme articulaire aigu était une complication de la pharyngite streptococcique de groupe A. La chaîne causale d'événements nous échappe toujours. McCarty a attaqué ce problème en étudiant la biologie des streptocoques de groupe A et les patients souffrant de rhumatisme articulaire aigu admis au Rockefeller Hospital.

Durant les 20 années suivantes, en collaboration avec ses étudiants et collaborateurs, le travail de McCarty a changé la compréhension des organismes, depuis un streptocoque gram-positif avec une caractéristique sérologique particulière, jusqu'à une des meilleures espèces caractérisées de bactérie. Le travail sur l'anatomie de la paroi cellulaire et la chimie était juste à son début. Son travail a mené à l'isolation de la paroi cellulaire du streptocoque en tant qu'entité structurelle adéquate à des inspections anatomiques avec un microscope électronique. La dissection chimique a mené à une caractérisation des polysaccharides spécifiques du groupe A, au peptidoglycane et à l'identification de sa spécificité sérologique dans l'hexosamine terminale. Dans le but de prouver cette spécificité, il a premièrement dû identifier et purifier l'enzyme spécifique qui a scindé l'hexosamine depuis un organisme du sol. Le traitement de la polysaccharide avec cette enzyme a abrogé sa réactivité sérologique. McCarty a par la suite démontré la configuration précise du lien de l'hexosamine en synthétisant l'α- et β-N-acétyle-glucosamine ovalbumine et a démontré que seulement le second a réagi avec les antisérums de groupe A. Une stratégie analytique similaire a indiqué que les polysaccharides du streptocoque de groupe C était différents, en ayant une galactosamine β-N-acétyle terminale comme déterminant sérologique.

En parallèle, McCarty a étudié les collections de spécimens de valeur de déclenchement de la maladie durant la Seconde Guerre mondiale. Lui et ses collaborateurs ont découvert que les réponses des anticorps à plusieurs antigènes streptococciques était significativement supérieures dans le groupe d'individus ayant développé un rhumatisme articulaire aigu que chez ceux avec une infection simple. Malgré cela, la réponse à des antigènes sans rapport, par exemple, la diphtérie, n'était pas améliorée. Il a découvert que les streptocoques de groupe A secrétaient d'inhabituelles valeurs de désoxyribonucléase, et a établi un test pour la détection d'anticorps produits en réponse à cet antigène. Cela a amené à la découverte que le streptocoque est capable de produire de multiples isoenzymes de désoxyribonucléase. Il a purifié la protéine C réactive humaine par cristallisation, a produit un antisérum très spécifique, et, utilisant ce test plus simple et précis, a découvert que les niveaux de protéine C réactive répondaient plus rapidement et de façon plus fiable que n'importe quel autre marqueur inflammatoire, et pourraient donc servir d'indicateur plus précis aux activités inflammatoires. La mesure de la protéine C réactive afin de détecter les inflammations est aujourd'hui une procédure standard dans le domaine médical.

Dans les années suivantes, McCarty a de plus en plus œuvré comme représentant des sciences biomédicales. Il a travaillé durant 14 ans en tant que physicien en chef du Rockefeller University Hospital et en tant que conseiller de confiance et vice-président de l'Université Rockefeller. En dehors de l'université, son leadership était recherché par le conseil en recherches sur la santé de la ville de New York, la fondation Helen Hay Whitney, l'Institut de médecine et de nombreuses universités. Pendant plus de 40 ans, en tant qu'éditeur, il a placé le sceau de l'excellence et l'intégrité sur le Journal of Experimental Medicine.

Les intérêts scientifiques et l'énergie de McCarty ont eu des effets sur sa riche vie privée. Avec sa femme, Marjorie, McCarty a eu un vaste cercle d'amis proches, autant aux États-Unis qu'à l'étranger, qui chérissaient sa chaleur, sa modération, ses échanges, son caractère pragmatique, son esprit et son intellect étendu. Il adorait la littérature anglaise, le théâtre et les symphonies. Il aimait se promener dans les rues et les musées de grandes villes du monde, particulièrement, Paris, New York et Londres, et voyageait fréquemment à l'étranger pendant sa retraite. De plus, il est resté proche de sa famille, ses quatre frères, vivant dans différentes parties du pays, et n'a jamais manqué de réunion de famille annuel.

## Référence

* (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Maclyn McCarty » (voir la liste des auteurs).
