Des chercheurs du Centre de régulation génomique (CRG) de Barcelone ont publié une étude dans la revue Communication Nature qui révèle comment les cellules procèdent à la libération contrôlée de mucines et d’insuline, deux protéines cruciales pour la santé humaine.
Les mucines, composant principal des muqueuses, forment une barrière protectrice et un lubrifiant sur nos surfaces corporelles telles que les voies respiratoires et digestives. Les humains sécrètent environ un litre de mucines par jour, qui sont libérées par des cellules spécialisées de manière contrôlée pour assurer la bonne quantité pour les fonctions corporelles appropriées.
Un déséquilibre de la sécrétion de mucine, qu’il soit excessif ou insuffisant, peut entraîner des maladies respiratoires et digestives allant de la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) à la rectocolite hémorragique. De même, l’insuline, une hormone sécrétée par le pancréas, joue un rôle déterminant dans la régulation de la glycémie. Les défauts de production d’insuline sont à l’origine du diabète. »
José Wojnacki, premier auteur de l’étude et chercheur postdoctoral au Centre de régulation génomique
Les cellules stockent des protéines comme les mucines et l’insuline dans des sacs ou des « granules ». Lorsque la cellule a besoin de libérer ces substances, les granules se fixent à la couche externe de la cellule, la membrane, et libèrent leur contenu à l’extérieur. L’étude a révélé qu’une protéine connue sous le nom de tétraspanine-8, présente sur la membrane cellulaire, agit comme un gardien pendant la sécrétion, décidant quels granules contenant de la mucine ou de l’insuline se fixent à la membrane et quand.
L’étude démontre que la sécrétion régulée des mucines et de l’insuline est biphasique, ce qui signifie qu’une première libération rapide de granules pré-ancrées est suivie d’une seconde libération plus lente de granules à partir d’un pool de réserve. L’étude montre également que la fusion de granules chargés de mucines nécessite une protéine appelée syntaxine-2.
La tétraspanine-8 séquestre la syntaxine-2, limitant la quantité de mucine libérée. En l’absence de tétraspanine-8, les chercheurs ont observé un doublement de la sécrétion de mucine, car plus de syntaxine-2 est disponible pour l’amarrage et la fusion des granules. Cette découverte s’est également étendue à la libération d’insuline, indiquant un mécanisme universel qui pourrait avoir des implications importantes pour comprendre comment les cellules sécrètent ces protéines vitales en fonction des besoins physiologiques.
« Si la cellule est une ville animée, les granules sont des camions chargés de cargaisons comme les mucines et l’insuline. La porte de la ville vers le monde extérieur est ouverte par des protéines comme la syntaxine-2. Dans cette analogie, la tétraspanine-8 fonctionne comme le contrôle de la circulation au limite de la ville, en contrôlant le nombre de molécules de syntaxine 2 disponibles pour ouvrir les portes permettant aux camions d’accoster et d’exporter leurs cargaisons. Cette gestion contrôlée garantit que la bonne quantité de mucines ou d’insuline est libérée en fonction des besoins corporels « , déclare Vivek Malhotra, professeur de recherche à l’ICREA, correspondant auteur de l’étude et chercheur au Center for Genomic Regulation.
« La tétraspanine-8 est une cible facile pour développer des produits chimiques pour contrôler sa fonction et donc un moyen de réinitialiser la sécrétion dérégulée de mucine et d’insuline constatée dans les pathologies humaines associées », ajoute le Dr Malhotra.
Les chercheurs travaillent maintenant à tester le rôle de la tétraspanine-8 dans des modèles plus avancés qui représentent la physiologie complexe du côlon, des voies respiratoires et du pancréas pour comprendre l’influence d’autres cellules qui peuvent co-fonctionner pour contrôler la sécrétion nette de mucines et insuline.
