La famine provoque le remodelage cellulaire : Recherche | Santé

Les cellules ont besoin d’un flux constant d’énergie pour fonctionner correctement. Le métabolisme cellulaire doit s’ajuster pendant périodes de faminelorsqu’aucun nutriment n’est absorbé par les aliments, afin de garantir un apport constant d’énergie.

Les résultats de l’étude publiés dans la revue Science.

Des chercheurs de la FMP ont acquis de nouvelles connaissances sur ce mécanisme fondamental dans les cellules humaines en étudiant une maladie musculaire génétique rare – la myopathie centronucléaire liée à l’X (XLCNM). Cette maladie, qui touche généralement les garçons, implique un gène défectueux sur le chromosome X, entraînant un trouble du développement des muscles squelettiques. Cette faiblesse musculaire est si grave que, dans de nombreux cas, les enfants concernés ont besoin d’une assistance respiratoire et sont confinés en fauteuil roulant. Les individus affectés ne survivent pas au-delà de l’âge de 10 à 12 ans ; dans les cas graves, ils meurent peu après la naissance.

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Le défaut génétique présent dans cette maladie affecte la lipide phosphatase MTM1. Cette enzyme contrôle le renouvellement d’un lipide de signalisation sur les endosomes, des structures semblables à des vésicules dans les cellules impliquées dans le tri des récepteurs de nutriments. C’est au cours de l’étude de la structure des cellules musculaires humaines mutantes de patients que les chercheurs ont découvert des changements dans le réticulum endoplasmique (ER), un réseau membranaire qui s’étend sur toute la cellule. Dans les cellules saines, le RE forme un vaste réseau interconnecté de sacs membranaires « aplatis » près du noyau de la cellule et de tubules étroits à la périphérie de la cellule. Dans les cellules malades, cet équilibre est déplacé vers les tubules et, de plus, les sacs membranaires apparaissent perforés. Les chercheurs ont trouvé une accumulation très similaire de tubules ER étroits et de sacs perforés à membrane dans des cellules affamées, dans lesquelles MTM1 était génétiquement inactivé.

Les muscles sont très sensibles à la famine; leurs réserves d’énergie sont bientôt épuisées. Nous avons donc commencé à soupçonner que le défaut dans les cellules des patients XLCNM pourrait être lié à une réponse incorrecte à la famine », a rapporté Volker Haucke. Lorsque les cellules sont affamées, une carence en acides aminés se produit. En conséquence, les chercheurs ont découvert que le RE subit des changements. en forme dans les cellules saines – les tubules étroits externes régressent et sont convertis en sacs plats à membrane.

Cette structure altérée du RE permet aux mitochondries – organites sphériques qui alimentent la cellule en énergie (adénosine triphosphate, ATP) et sont en contact avec le RE – de fusionner. “De telles” mitochondries géantes “sont beaucoup plus capables de métaboliser les graisses”, a expliqué le Dr Wonyul Jang, auteur principal de l’étude.

Cependant, les graisses ne peuvent pas être transportées ou brûlées efficacement dans les cellules déficientes en MTM1. L’endosome contrôlé par MTM1 joue le rôle clé dans ce processus. Dans les cellules saines, la famine réduit les points de contact entre les endosomes et le RE, permettant à ce dernier de se remodeler en conséquence. Dans les cellules des patients XLCNM, cependant, aucune réduction du site de contact ne se produit : l’endosome exerce une “force de traction” sur le RE, provoquant la stabilisation des tubules périphériques et la fenestration des sacs membranaires. Étant donné que les tubules ER périphériques sont responsables de la fission mitochondriale, les mitochondries restent petites en l’absence de MTM1. Sous cette forme, ils sont beaucoup moins capables de brûler les graisses de stockage, ce qui entraîne une grave carence énergétique dans la cellule.

“Nous avons découvert un mécanisme complètement nouveau sur la façon dont les différents compartiments de la cellule communiquent entre eux, de sorte que le métabolisme cellulaire s’adapte en réponse à l’approvisionnement alimentaire”, a résumé Volker Haucke. À la lumière de cela, l’étude actuelle montre que la famine est totalement nocive pour les cellules musculaires des patients XLCNM. Ils ont besoin d’un apport alimentaire constant pour empêcher la décomposition des protéines musculaires en acides aminés. Les chercheurs du FMP ont pu montrer dans une seconde étude (2) que les défauts dus à une perte de la lipide phosphatase MTM1 peuvent essentiellement être réparés en inactivant l’enzyme « opposante », la lipide kinase PI3KC2B.

Seul le temps nous dira si cela fonctionnera chez les patients XLCNM. L’équipe dirigée par Volker Haucke travaille actuellement à la recherche d’un inhibiteur approprié capable de supprimer l’activité de PI3KC2B. Ils ont déjà démontré en culture cellulaire que cela est possible en principe.

Cette histoire a été publiée à partir d’un fil d’actualité sans modification du texte. Seul le titre a été modifié.

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