Originaire de Hamilton, Maddison Reed a eu le coup de foudre pour Ottawa pendant ses études de premier cycle. Récemment, elle a révélé l’un des plus importants mécanismes de survie de la nature. Grâce à sa percée scientifique, on connaît maintenant les substances neurochimiques qui aident les poissons à détecter un faible taux d’oxygène, ce qui déclenche un réflexe aussi vital qu’instantané dans leur cerveau. Pendant ses études doctorales au Département de biologie, la chercheuse était fascinée par une question fondamentale : comment les animaux détectent-ils un niveau d’oxygène dangereusement bas? Pour les poissons, c’est une affaire de vie ou de mort, surtout à mesure que les changements climatiques réchauffent nos eaux et épuisent l’oxygène dont ils ont besoin pour survivre.
« Le poisson zèbre a des cellules bien particulières dans ses branchies qui peuvent détecter un faible taux d’oxygène », explique Maddison. « Elles envoient un message urgent au cerveau, qui déclenche des changements immédiats dans tout le corps pour sauver la vie de l’animal. »
Comment ce mécanisme fonctionne-t-il? « La première cellule qui détecte un manque d’oxygène envoie une molécule signalisatrice aux neurones voisins qui activent une voie de transmission jusqu’au cerveau. »
« Une meilleure compréhension des stratégies d’autres vertébrés pour détecter et réagir à l’hypoxie pourrait même nous aider à traiter les maladies humaines connexes. »
Maddison Reed
— Doctorante, Département de biologie
Les scientifiques ont longtemps soupçonné l’existence de ce mécanisme, mais Maddison et son équipe ont élucidé le mystère en identifiant les cellules et les neurotransmetteurs nécessaires à la détection du taux d’oxygène chez les non-mammifères. En étudiant le poisson zèbre, l’équipe a pu décrire précisément les molécules de signalisation produites dans la branchie, qui relaient un véritable message de survie au cerveau.
« Notre travail jette un éclairage crucial sur les perspectives d’adaptation des animaux aquatiques dans un monde en pleine évolution », note Maddison. « Une meilleure compréhension des stratégies d’autres vertébrés pour détecter et réagir à l’hypoxie pourrait même nous aider à traiter les maladies humaines connexes. »
La découverte est si importante que le Département de biologie a proposé la candidature de Maddison au prestigieux Prix T. W. M. Cameron pour la meilleure thèse de doctorat, décerné par la Société canadienne de zoologie – une marque de reconnaissance qui continue de surprendre la chercheuse : « J’ai encore un peu de mal à croire que je suis en nomination pour ce prix », s’étonne-t-elle avec son humilité caractéristique.
Cette victoire scientifique appartient aussi à une équipe qui s’est montrée très résiliente. « Ce ne sont vraiment pas toutes les expériences qui réussissent », dit Maddison en riant. « On ne s’y attend pas, quand on commence. On passe des jours, voire des semaines à travailler sans forcément obtenir le résultat qu’on veut. Mais l’échec permet d’apprendre. »
La diplômée remercie le Département de biologie, très soudé, qui l’a épaulée dans les moments difficiles. Son directeur de recherche, le professeur Michael Jonz, l’accompagne d’ailleurs depuis le début. D’autres membres du corps professoral, dont Jan Mennigen et Kathleen Gilmour, l’ont aussi aidée à faire du projet une thèse de doctorat digne de lui attirer des honneurs.
À l’extérieur du laboratoire, Maddison a bâti son réseau personnel et professionnel, animé des séminaires de physiologie et mentoré des étudiantes et étudiants de premier cycle. « L’union fait vraiment la force », rappelle-t-elle. « La recherche, c’est une démarche collaborative. Chaque personne y met du sien. »
Aujourd’hui, Maddison poursuit son parcours comme chercheuse postdoctorale à l’Université d’Oxford, l’un des plus prestigieux établissements de recherche au monde, sous la direction du prix Nobel Peter Ratcliffe. Au sein d’un laboratoire spécialisé en cancer et en sensibilité à l’oxygène, elle travaille à faire du poisson zèbre un modèle pour étudier ces processus au niveau moléculaire. « La mutation de la voie de détection de l’hypoxie est en jeu dans plusieurs formes de cancer », souligne-t-elle. « Mieux on comprendra cette voie, plus on aura de cibles thérapeutiques à viser. »
Quand on lui demande un conseil pour les biologistes en herbe, elle répond tout simplement : « Étudiez ce qui vous passionne. Laissez-vous guider par votre curiosité et non seulement un plan de carrière. »
Le parcours de Maddison est la preuve que cette approche porte fruit. Après tout, sa question sur la physiologie des poissons a fait naître un projet qui pourrait transformer les stratégies de conservation de la faune et la façon de soigner l’humain.
Pour en savoir plus (en anglais)