Dans la lutte contre la maladie, la mort cellulaire programmée – également connue sous le nom d’apoptose – constitue une fonction protectrice essentielle de l’organisme. Il détruit les cellules endommagées ou ayant subi des modifications dangereuses. Cependant, les cellules cancéreuses parviennent souvent à contourner ce mécanisme. Une équipe de recherche de l'Université technique de Munich (TUM) a réussi à identifier un nouveau commutateur moléculaire dans ce processus et à élucider son fonctionnement.
L’activation et la désactivation de l’apoptose constituent un domaine de recherche prometteur en recherche biomédicale fondamentale. L'équipe dirigée par le professeur Franz Hagn de la chaire de biochimie des membranes structurelles de la TUM School of Natural Sciences a maintenant découvert un nouveau commutateur : « De nombreuses équipes de recherche dans le monde travaillent sur le sujet passionnant de l’apoptose et de son contrôle ciblé. Le gros avantage est que nous avons affaire à un mécanisme de régulation hautement efficace et développé de manière évolutive. Nous n’avons donc pas besoin d’inventer quelque chose de complètement nouveau, mais pouvons utiliser les méthodes structurelles appropriées pour tirer les leçons des processus optimisés de la nature.« .
Mécanisme cellulaire décrit en détail
Pour éviter que les cellules saines ne se détruisent accidentellement, le système d’apoptose est très équilibré. Les chercheurs ont pu montrer que la protéine Bcl-xL, un inhibiteur de l’apoptose qui prévient les réactions excessives, peut être remplacée par une autre protéine appelée VDAC1 lorsque cela est nécessaire. L’activation de cette protéine essentielle dans les mitochondries, les centrales électriques de la cellule, est principalement déclenchée par un stress cellulaire accru, qui peut être le signe d’un développement cellulaire anormal. VDAC1 déplie alors une partie de sa structure, la connecte à Bcl-xL, et désactive ainsi l'inhibiteur.
Le Dr Umut Günsel et le Dr Melina Daniilidis, co-premiers auteurs de l'étude dans l'équipe du professeur Hagn au centre bavarois de RMN, soutenu conjointement par TUM et Helmholtz Munich, soulignent : « Dans notre étude, nous avons utilisé des méthodes structurelles à haute résolution telles que la résonance magnétique nucléaire (RMN), la cristallographie aux rayons X et la cryomicroscopie électronique pour étudier comment la protéine VDAC1 évolue dans des conditions de stress. Nous avons également combiné ces données avec des expériences fonctionnelles biochimiques pour montrer que VDAC1 se lie réellement à la protéine frein Bcl-xL, favorisant ainsi l'apoptose.« .
L'applicabilité médicale reste ouverte
Ce mécanisme de régulation nouvellement compris ouvre des possibilités pour la recherche de substances actives susceptibles d'influencer le comportement de VDAC1. Dans le traitement du cancer, par exemple, les futurs médicaments pourraient spécifiquement améliorer l’activation et ainsi conduire les cellules cancéreuses à la mort cellulaire. Dans le cas de maladies neurodégénératives comme la maladie d’Alzheimer ou la maladie de Parkinson, c’est l’inverse qui serait vrai. Là, on pourrait tenter de bloquer la mort non désirée des cellules nerveuses. La désactivation de VDAC1 pourrait également être utile dans certaines maladies cardiaques telles que les lésions d'ischémie-reperfusion.
Cependant, il reste encore beaucoup de chemin à parcourir avant que ces nouvelles découvertes puissent être appliquées cliniquement. La recherche de substances actives appropriées peut désormais commencer. La question de savoir si cela réussira est totalement ouverte et deviendra claire après de nouvelles expériences.
