Selon une étude de Northwestern Medicine publiée dans Cellule moléculaire.
L’enzyme utilise différentes voies pour réguler le traitement du glucose ou la réponse immunitaire, selon qu’elle est liée aux mitochondries ou dans le cytoplasme.
Hossein Ardehali, MD, PhD, professeur Thomas D. Spies de métabolisme cardiaque et directeur du Centre de cardiologie moléculaire du Feinberg Cardiovascular and Renal Research Institute, était l’auteur principal de l’étude publiée dans la revue Molecular Cell.
« La fonction glycolytique de cette enzyme est connue depuis des décennies, mais nous avons montré que cette fonction dépend de la localisation cellulaire de cette enzyme », a déclaré Hossein Ardehali, MD, PhD, professeur Thomas D. Spies de métabolisme cardiaque, directeur de le Centre de cardiologie moléculaire du Feinberg Cardiovascular and Renal Research Institute et le Medical Scientist Training Program (MSTP), et auteur principal de l’étude.
Le glucose est une molécule essentielle pour toutes les cellules, alimentant une variété de processus, y compris la glycolyse. Lorsque le glucose entre pour la première fois dans une cellule, il doit être « traité » par une hexokinase avant de pouvoir être utilisé, de la même manière que le traitement de la canne à sucre brute avant de pouvoir être transformé en différents produits.
Une fois que le glucose a été traité par l’hexokinase, il est destiné à être utilisé par la cellule de différentes manières. »
Adam De Jesus, étudiant du Driskill Graduate Program in Life Sciences (DGP) et auteur principal de l’étude
La plupart des hexokinases sont liées aux mitochondries, préparant le glucose pour la glycolyse, mais les hexokinases sont également présentes dans le cytosol, l’espace interstitiel rempli de liquide entre les organites d’une cellule. La fonction spécifique de l’hexokinase cytosolique était mal comprise, alors Ardehali, De Jesus et leurs collaborateurs ont étudié les effets de la suppression des domaines de liaison mitochondriale de l’hexokinase dans les cellules macrophages de souris – forçant l’hexokinase dans le cytosol de ces cellules.
Adam De Jesus, étudiant au Driskill Graduate Program in Life Sciences (DGP), était l’auteur principal de l’étude publiée dans la revue Molecular Cell.
Donner à ces souris une forte dose d’un lipopolysaccharide – un composant cellulaire présent sur les bactéries – a entraîné une inflammation nocive. Grâce à plusieurs séries d’expériences, les chercheurs ont découvert que l’hexokinase cytosolique engage une voie entièrement différente par rapport à l’hexokinase mitochondriale.
« Nous avons découvert que l’activation exclusive de cette voie crée un goulot d’étranglement, vous avez donc cette accumulation de métabolites en amont », a déclaré De Jesus. « Au lieu de cela, ces métabolites sont dirigés vers d’autres voies telles que la voie des pentoses phosphates, qui est très importante dans la régulation de l’inflammation. »
La découverte d’une fonction entièrement nouvelle d’une enzyme bien connue basée sur son emplacement soulève des questions sur ses effets dans d’autres types de cellules, telles que les cellules T et les neurones, selon Ardehali.
« Le simple fait de le déplacer des mitochondries vers le cytoplasme vous donne une fonction entièrement différente », a déclaré Ardehali. « La façon dont cela affecte la fonction cellulaire dans les cellules en plus des macrophages est au centre des études en cours dans notre laboratoire. »
