Les mitochondries sont principalement connues comme la centrale électrique de la cellule. Cependant, ces organites cellulaires ne sont pas seulement nécessaires pour fournir de l’énergie : le professeur Konstanze Winklhofer et son groupe de la Faculté de médecine de l’Université de la Ruhr à Bochum, en Allemagne, ont récemment découvert que les mitochondries jouent un rôle important dans la transduction du signal dans les voies immunitaires innées. Ils régulent une voie de signalisation qui aide à éliminer les agents pathogènes, mais peut causer des dommages par inflammation lors d’une suractivation. L’équipe de recherche a publié ses conclusions dans le EMBO Journal du 17 novembre 2022.
Certaines cytokines mais aussi des pathogènes intracellulaires, comme les virus et certaines bactéries, activent le facteur de transcription NF-κB, qui régule l’expression de différents gènes.
Selon le stimulus et le type de cellule, l’activation de NF-κB entraîne une protection contre la mort cellulaire et une synthèse accrue des protéines nécessaires à l’élimination des bactéries ou des virus.
Konstanze Winklhofer, Professeur, Faculté de Médecine, Ruhr University Bochum
Cependant, lors d’une activation excessive et prolongée, cette voie essentiellement protectrice peut provoquer une inflammation chronique. « Par conséquent, une régulation fine de ces processus de signalisation est d’une grande importance médicale, afin de prévenir les conditions physiopathologiques causées par une activation inefficace ou excessive de NF-κB. »
La nouvelle étude a révélé que les mitochondries jouent un rôle crucial dans la régulation de la voie de signalisation NF-κB. Quelques minutes après l’activation de la voie, une plate-forme de signalisation s’assemble au niveau de la membrane mitochondriale externe, entraînant l’activation de NF-κB. « Cela permet une amplification du signal, basée sur la grande surface des mitochondries », explique Konstanze Winklhofer. « De plus, les mitochondries ont une autre capacité qui les qualifie d’organites pour la transduction du signal : elles sont mobiles et peuvent s’ancrer sur les protéines motrices de la cellule. » L’équipe de recherche a observé que les mitochondries escortaient le facteur de transcription activé NF-κB jusqu’à la membrane nucléaire, facilitant ainsi la translocation de NF-κB dans le noyau.
Cependant, les mitochondries ne sont pas seulement impliquées dans l’activation efficace de la voie de signalisation NF-κB ; ils contribuent également à la désactivation et donc à la régulation du signal. Ceci est accompli par une enzyme située au niveau de la membrane mitochondriale externe, qui contrecarre l’ubiquitination, une modification post-traductionnelle nécessaire à l’activation de NF-κB.
Deux gènes causalement liés à la maladie de Parkinson sont impliqués dans la régulation mitochondriale de la voie de signalisation NF-κB : PINK1 et Parkin. « Nos résultats expliquent pourquoi les mutations entraînant une perte de la fonction PINK1 ou Parkin favorisent la mort des cellules neuronales dans des conditions de stress », souligne Konstanze Winklhofer. « Remarquablement, nos résultats montrent que les patients atteints de la maladie de Parkinson présentant des mutations du gène PINK1 ou Parkin présentent une vulnérabilité accrue à diverses infections causées par des agents pathogènes intracellulaires. Ainsi, notre étude aide également à mieux comprendre les interfaces entre le système nerveux et immunitaire. . »
