Sollicité par Simon Flexner (1863–1946), BKM120 directeur de l’institut Rockefeller, il accepte un poste de chercheur dans cette institution et, en avril 1923, quitte La Haye pour New York. Landsteiner sera chercheur à l’institut Rockefeller jusqu’à sa retraite en 1939 et même, bénévolement, jusqu’à sa mort. Il peut s’adonner passionnément à la recherche et poursuit son exploration du système ABO : • avec son assistant Charles Philip Miller (1894–1985), il montre la présence des antigènes des groupes ABO sur les hématies des singes anthropoïdes ; En 1927, Landsteiner et Levine découvrent sur les
hématies humaines, deux « facteurs agglutinants », qu’ils désignent par les lettres M et N [9] and [10]. Indépendants des groupes ABO, ils sont
les premiers antigènes connus d’un ensemble complexe, le système MNS (ISBT no 2). Toujours en 1927, les mêmes découvrent l’antigène P du système P1 (ISBT no 3). Le 21 juin 1929, Landsteiner, sa femme et son fils deviennent citoyens des États-Unis d’Amérique. En 1930, Landsteiner est lauréat du prix Nobel de physiologie ou médecine Panobinostat pour sa « Découverte des groupes sanguins humains ». À Stockholm, où il se rend seul, il prononce la traditionnelle conférence des lauréats, en allemand, sur le thème des « Différences individuelles du sang humain » (Über individuelle Unterschiede des menschlichen Blutes). Il est traditionnel de voir dans la découverte du système Rhésus l’ultime contribution majeure de Landsteiner à la connaissance des groupes sanguins. La réalité est un peu différente : la mise en évidence du « facteur rhésus » revient indubitablement à Philip Levine en 1937 (qui avait
alors quitté Landsteiner et l’institut Rockefeller depuis 1932), avec la découverte de l’anticorps correspondant, dans le sérum d’une femme ayant récemment accouché d’un fœtus mort. Mais la publication du cas est repoussée jusqu’en 1939 [11]. C’est plus tard, en 1940–1941, que Landsteiner et Alexander Wiener (1907–1976) retrouvent ce facteur à l’aide d’un modèle expérimental d’hétéro-immunisation de lapin par des hématies de singe Macacus rhesus [12] and [13]. En juin 1939, Inositol monophosphatase 1 à 71 ans, Landsteiner quitte définitivement son poste à l’institut Rockefeller. Mais il garde à disposition un petit laboratoire où continuer ses recherches. C’est là que le 24 juin 1943, il est pris de violentes douleurs thoraciques, évocatrices d’un angor aigu. Il meurt le 26 juin 1943 à l’hôpital de l’institut. Son corps est incinéré, ses cendres enterrées au Prospect Hill Cemetery, dans l’ile de Nantucket, au large de la Nouvelle Angleterre. Hélène Landsteiner meurt peu après, le 25 décembre 1943.
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