Chaque minute de chaque jour, notre corps s’adapte pour répondre aux besoins de chaque instant. Lorsque nous mangeons des glucides, faisons de l’exercice ou tombons malades, les réactions chimiques à l’intérieur de nos cellules s’activent, ralentissent ou changent de stratégie afin que nous ayons l’énergie et la force dont nous avons besoin.
Tout cela se produit sans que nous le sachions, expliquant peut-être pourquoi on comprend si peu la façon dont le corps détecte et répond à ces demandes constantes. Cherchant des réponses à cette question, des scientifiques de l’Université de l’Utah Health ont mené des recherches qui ouvrent un tout nouveau monde au sein de nos cellules. Leur étude, publiée dans Sciencedécouvre un vaste réseau d’interactions qui suggèrent comment les cellules s’adaptent en temps réel pour résister aux contraintes sur notre santé.
Nous découvrons comment la nature a évolué pour « droguer » ses propres protéines et voies. En suivant l’exemple de la nature, nous apprenons à fabriquer de meilleurs traitements. »
Jared Rutter, professeur émérite, Département de biochimie, Université de l’Utah
Ces découvertes – et la technologie qui les a rendues possibles – sont devenues la base de la société de biotechnologie Atavistik Bio, cofondée par Rutter. La société tire parti de cette nouvelle compréhension pour accélérer la découverte de médicaments pour les maladies métaboliques et le cancer.
À un niveau plus fondamental, dit Rutter, l’avancée approfondit les connaissances sur le fonctionnement des cellules et de notre corps.
Une nouvelle frontière
Le réseau décrit dans l’étude représente une couche de régulation sous-estimée dans les cellules qui provient d’une source inattendue. Depuis près de 20 ans, le laboratoire de Rutter étudie le métabolisme, les réactions chimiques qui produisent de l’énergie et fabriquent des composants essentiels au bon fonctionnement des cellules. Leur nouvelle recherche révèle que les produits intermédiaires de ces réactions chimiques sont plus que des blocs de construction passifs et des sources de carburant pour les cellules, comme on le pensait depuis longtemps.
Au lieu de cela, ces produits intermédiaires, ainsi que d’autres métabolites, constituent un vaste réseau de sentinelles qui surveillent l’environnement et incitent les cellules à s’adapter en cas de besoin. Pour ce faire, ils interagissent avec les protéines et modifient leur fonctionnement. Un gros repas pompe-t-il trop de glucides dans le corps ? Ou trop gras ? Comme un aiguillage qui guide un train sur une nouvelle voie, ces interactions protéine-métabolite modifient les opérations métaboliques pour décomposer ces nutriments et stabiliser le cours.
Le premier auteur de l’étude, Kevin Hicks, Ph.D., a développé une nouvelle technologie, appelée MIDAS, qui révèle l’énormité du réseau de régulation qui agit comme une interface entre les signaux environnementaux et le métabolisme cellulaire, appelé l’interactome protéine-métabolite. La technique très sensible a identifié des interactions qui n’avaient jamais été vues. Une analyse de 33 protéines humaines impliquées dans la conversion des glucides en carburant a révélé 830 interactions avec les métabolites. Étant donné qu’il y a des milliers de protéines dans la cellule, la pleine échelle du réseau devrait être beaucoup plus grande.
« Il est surprenant de constater à quel point nous en savons peu sur l’étendue de ces interactions », déclare Hicks. « Nous poussons notre compréhension du réseau biologique dans de nouvelles directions. »
Les processus métaboliques qui déraillent peuvent entraîner des maladies et des maladies. Rutter et Hicks affirment que la mise en lumière d’interactions supplémentaires dans le réseau conduira à une meilleure compréhension des causes profondes des maladies et au développement de nouvelles approches thérapeutiques pour remettre les choses sur les rails.
