17.11.2022 - Universität zu Köln

Les centrales électriques des cellules : Les mitochondries disposent d'un mécanisme d'élimination des déchets pour se débarrasser de l'ADNmt muté

Une équipe de chercheurs a identifié une cible moléculaire qui pourrait ouvrir la voie à de nouvelles options thérapeutiques pour traiter les maladies associées au vieillissement.

Des scientifiques de l'université de Cologne ont découvert comment les cellules peuvent éliminer l'ADN mitochondrial (ADNmt) muté. Les mitochondries sont les centrales électriques de nos cellules. Du fait de leur évolution à partir des bactéries, elles possèdent encore du matériel génétique emballé dans des structures semblables aux chromosomes (nucléoïdes). Elles convertissent l'énergie chimique de nos aliments en une forme biologiquement utilisable. Une équipe de chercheurs du Centre de physiologie de la Faculté de médecine de l'Université de Cologne, du Centre de médecine moléculaire de Cologne (CMMC) et du Pôle d'excellence CECAD pour la recherche sur le vieillissement a montré que les mutations de l'ADNmt entraînent un réarrangement local des protéines de la membrane mitochondriale. L'ADNmt muté est ciblé, éliminé et soumis à l'autophagie, l'"élimination des déchets" cellulaires. Les résultats sont parus dans Nature Communications sous le titre "Mitochondrial membrane proteins and VPS35 orchestrate selective removal of mtDNA".

Dans de nombreux tissus, les mutations de l'ADNmt s'accumulent en raison du vieillissement normal. Ces types de mutations sont une cause importante de nombreuses maladies associées au vieillissement. Il existe des milliers de copies d'ADNmt dans chaque cellule, de sorte que la fonction mitochondriale n'est altérée que lorsque le pourcentage de molécules d'ADNmt mutées dépasse une certaine valeur seuil. Il est établi depuis longtemps que les lésions mitochondriales, y compris les lésions aiguës de l'ADNmt, déclenchent le processus de mitophagie. Au cours de ce processus, les parties dysfonctionnelles des mitochondries sont dégradées et recyclées de manière sélective.

Le Dr David Pla-Martin, auteur principal de l'étude actuelle, en explique les détails : Ce qui est nouveau dans notre étude, c'est que ce mécanisme n'affecte pas la dotation des cellules en mitochondries, mais élimine uniquement l'ADNmt endommagé. En marquant les protéines voisines - ce que l'on appelle le marquage de proximité - nous avons montré que les lésions de l'ADNmt entraînent le recrutement d'endosomes à proximité immédiate des nucléoïdes". Leur élimination est coordonnée par l'interaction de la protéine de nucléoïde Twinkle et des protéines de la membrane mitochondriale SAMM50 et ATAD3. ATAD3 contrôle leur distribution, SAMM50 induit la libération et le transfert du nucléoïde vers les dits endosomes. Cela empêche en outre l'activation d'une réponse immunitaire. La protéine VPS35, principal composant du rétromère, joue un rôle de médiateur dans la maturation des endosomes précoces en vésicules d'autophagie tardives, où la dégradation et le recyclage ont finalement lieu", a déclaré Mme Pla-Martin.

À l'aide d'un modèle de souris dans lequel les mutations de l'ADNmt entraînent une altération de la régénération musculaire, les scientifiques ont également montré que l'ADNmt muté de manière sélective peut être éliminé en stimulant l'activité du mécanisme d'autophagie avec la rapamycine. Le nombre total de copies d'ADNmt reste ainsi constant, ce qui préserve la fonction mitochondriale.

Le chef de groupe, le professeur Dr Rudolf Wiesner, ajoute : "Les mutations des gènes qui codent pour ces protéines entraînent des maladies neurologiques graves, comme la maladie de Parkinson chez les VPS35. Nous voulons maintenant utiliser ces protéines comme de nouvelles cibles moléculaires afin d'ouvrir des options thérapeutiques entièrement nouvelles pour ces types de maladies associées au vieillissement. Bien que le chemin vers l'application thérapeutique puisse encore être long, l'équipe de recherche y voit une approche prometteuse.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

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