[ad_1]
Des « broyeurs miniatures » sont à l’œuvre dans chaque cellule, désassemblant et recyclant les composants de la cellule qui sont défectueux ou ne sont plus nécessaires. La structure exacte de ces broyeurs diffère d’un type de cellule à l’autre, comme le montre maintenant une étude de l’Université de Bonn. Par exemple, les cellules cancéreuses possèdent une variante spéciale qui peut leur fournir de manière particulièrement efficace les éléments constitutifs de leur métabolisme énergétique. Les résultats ont été publiés en ligne à l’avance. La version finale vient d’être publiée dans la revue « Protéomique moléculaire et cellulaire. »
Les lysosomes sont un élément central du système d’élimination des déchets de la cellule. Les minuscules bulles, entourées d’une membrane ressemblant à de la graisse, fonctionnent comme une usine de recyclage miniature : elles décomposent les composants cellulaires défectueux, les molécules nocives ou les protéines qui ne sont plus nécessaires dans leurs parties individuelles. Ils les remettent ensuite à la disposition de la cellule. « Le processus est extrêmement important », souligne le Dr Dominic Winter de l’Institut de biochimie et de biologie moléculaire de l’hôpital universitaire de Bonn. « Si cela ne fonctionne pas correctement, des maladies comme la maladie d’Alzheimer ou la maladie de Parkinson peuvent en résulter. »
Les lysosomes ont une structure très complexe. Plusieurs centaines de protéines sont maintenant connues pour jouer un rôle dans leur fonction. Il pourrait même y en avoir beaucoup plus : lorsque les lysosomes sont isolés des cellules et que leur composition est analysée avec un équipement spécial, les chercheurs trouvent souvent plus de 5 000 protéines cellulaires différentes. « Cependant, il est impossible de dire combien d’entre eux sont réellement importants pour le travail des lysosomes », explique Winter. « Il peut également s’agir de molécules qui sont en train de se décomposer en elles. D’autres peuvent être attachées à leur membrane de l’extérieur, sans effectuer aucune tâche. Et il y a généralement beaucoup de prises accessoires indésirables lors de l’isolement des lysosomes.
100 nouvelles protéines lysosomales potentielles découvertes
Les chercheurs ont mis au point une méthode qui leur permet d’identifier une grande partie de ces molécules non impliquées. Sur les 5 000 protéines généralement trouvées à l’aide de méthodes conventionnelles, il en restait environ 1 000. « Nous avons réalisé cette étape pour six types de cellules très différents, dont, par exemple, des cellules hépatiques et des cellules cancéreuses », explique le chercheur. « Plusieurs centaines de ces 1 000 protéines étaient présentes dans presque tous les lysosomes – quel que soit le tissu dont elles provenaient. Celles-ci comprenaient environ 100 nouvelles protéines lysosomales en plus de celles déjà connues. Nous pensons qu’il est probable que celles-ci jouent également un rôle important dans la fonction des nano-broyeurs. »
Ce qui différait d’un type cellulaire à l’autre était la quantité dans laquelle chacune de ces protéines était présente. « Les lysosomes des cellules hépatiques, par exemple, sont remplis à ras bord d’enzymes de dégradation », explique Winter, qui est également membre du domaine de recherche transdisciplinaire « Life & Health » de l’Université de Bonn. « Et cela a du sens – une fonction importante du foie est de décomposer différentes molécules. En revanche, dans les cellules cancéreuses que nous avons étudiées, les lysosomes contenaient beaucoup de protéines de transport. »
Les tumeurs nécessitent beaucoup d’énergie pour leur croissance; en même temps, ils sont souvent mal approvisionnés en sang. Ils « digèrent » donc les tissus environnants et utilisent les produits de dégradation pour obtenir de l’énergie. La digestion a lieu dans les lysosomes, qui doivent ensuite transporter les molécules décomposées dans la cellule – d’où les nombreux transporteurs. Cela signifie que ces nano-broyeurs diffèrent selon les exigences du tissu dans lequel ils se trouvent. « Dans chacun des six types de cellules que nous avons étudiés, les lysosomes ont une composition protéique très spécifique », souligne Winter. « A ma connaissance, nous sommes le premier groupe de recherche qui a pu le montrer. »
L’empreinte protéique fournit des indices sur les mécanismes de la maladie
D’une part, les résultats sont particulièrement intéressants pour la recherche fondamentale. D’autre part, ils apportent également un nouvel éclairage sur le rôle des lysosomes dans certaines maladies. Il existe plus de 1 600 études dans le monde sur une grande variété de troubles suggérant l’implication de protéines lysosomales. Par exemple, on sait depuis un certain temps que les lysosomes de cellules nerveuses très spécifiques sont altérés dans la maladie de Parkinson. « Nous pouvons maintenant prendre une sorte d’empreinte protéique de ces lysosomes et la comparer à celle d’individus en bonne santé », explique Winter. « Cela pourrait fournir des indices sur la façon dont la fonction de broyage cellulaire est altérée chez les individus affectés et pourquoi cela provoque des problèmes neurologiques. » À long terme, cela pourrait également aider à trouver de nouvelles approches pour les médicaments.
Bien que l’étude ait été menée à l’hôpital universitaire de Bonn, il s’agit en fin de compte d’un projet multinational : les trois auteurs principaux sont originaires de trois pays différents : la docteure Fatema Akter, boursière du DAAD du Bangladesh, sa collègue indienne Srigayatri Ponnaiyan et doctorante. Sara Bonini d’Italie.
[ad_2]