Certaines de nos plus grandes menaces peuvent venir sous les plus petites formes-virus et les bactéries. Heureusement, nous sommes nés avec un système de défense intégré, notre système immunitaire inné qui nous protège dans notre jeunesse mais peut se retourner contre nous à mesure que nous vieillissons. De nouvelles recherches du Stowers Institute for Medical Research révèlent pourquoi ce compromis existe, identifiant une source d'énergie commune stimulant de nombreuses réponses du système immunitaire aux agents pathogènes. Les résultats peuvent potentiellement conduire à de nouvelles façons de lutter contre l'inflammation et les maladies associées au vieillissement comme Alzheimer, Parkinson et le cancer.
Du laboratoire de l'enquêteur associé Randal Halfmann, Ph.D., l'étude publiée dans elife Le 16 septembre 2025, a révélé un processus commun qui alimente la création de formations de protéines structurées qui s'assemblent comme un puzzle 3D. Ces «puzzles» protéiques aident les cellules infectées à amplifier les signaux d'invasion et à se détruire, déclenchant une inflammation qui limite la propagation de l'infection.
Comme la frappe d'une correspondance pour produire une flamme, nos cellules immunitaires, qui se trouvent dans tout notre corps, doivent subir une grande réponse irréversible lorsqu'ils rencontrent un minuscule stimulus comme une seule molécule d'ADN viral. Les protéines spécifiques de ces cellules qui peuvent s'assembler rapidement sont les décideurs de la mort, et le processus de leur assemblage est la décision de mourir pour la cellule. Nous commençons à penser que cela peut être l'un des mécanismes fondamentaux de la raison pour laquelle nous vieillissons. »
Randal Halfmann, Ph.D., enquêteur associé
Une caractéristique de ces protéines de décision de mort est un «domaine de pli de mort» dans leur séquence que la capacité de se rassembler serré ensemble, mais d'une manière si compliquée qu'elle ne s'assemble presque jamais accidentellement. Un morceau de bactéries ou de virus entrant dans la cellule fournit un modèle pour démarrer l'assemblage.
« Il y a toujours plus que suffisamment de ces protéines disponibles pour s'assembler dans nos cellules, ce qui permet à la cellule de répondre rapidement à une menace », a déclaré Alex Rodríguez Gama, Ph.D., un ancien chercheur prédoctoral dans le laboratoire Halfmann et auteur principal de l'étude. « Ce suremballage ou la« sursaturation »des protéines est l'équivalent de la biologie d'une batterie, stockant l'énergie jusqu'à ce qu'elle soit nécessaire pour stimuler un signal qui avertit le corps d'une invasion, activant une réponse immunitaire et une inflammation. »
Nos cellules contiennent de nombreux puzzles de protéines différents qui peuvent s'assembler lorsque divers agents pathogènes sont détectés. Sur la base de leurs travaux antérieurs sur un tel assemblage de protéines, l'équipe de recherche a émis l'hypothèse que les protéines de la décision de mort pourraient fonctionner plus largement comme des réserves d'énergie pour conduire leur propre assemblage, ce qui prendrait autrement beaucoup d'énergie cellulaire. Ils ont testé leur hypothèse en analysant plus de 100 protéines humaines avec des domaines de pli de mort en utilisant la plus petite des tubes à essai à la levure à cellule et identifiés un sous-ensemble avec cette propriété de type batterie.
« Un signal microscopique peut puiser dans le stockage d'énergie de la batterie pour former soudainement un assemblage de protéines très stable et combattre l'infection », a déclaré Rodríguez Gama.
Bien que le surplus des protéines soit un avantage pour lutter contre les infections rapidement, la nouvelle recherche révèle une conséquence significative. Parfois, ces assemblages se forment par eux-mêmes, sans signal d'invasion, simplement en raison de fluctuations moléculaires aléatoires.
« À mesure que nous vieillissons, il est inévitable qu'une protéine du domaine de pli de mort dans une cellule – si la cellule vit assez longtemps changera finalement la forme même en l'absence d'un envahisseur, déclenchant l'assemblage des protéines, la mort cellulaire et l'inflammation », a déclaré Halfmann. « C'est un » Catch 22. » Essentiellement, nous échangeons la longévité contre un système immunitaire, ou la plus grande certitude de la vie en ce moment au détriment d'une vie plus longue potentielle. «
L'inflammation joue un double rôle – It offre une protection immédiate contre l'infection, mais si elle persiste, elle peut entraîner des affections chroniques. « Nos résultats donnent un aperçu du mécanisme de la façon dont l'inflammation peut commencer et ce qui se passe à mesure que nous vieillissons, ce qui peut nous aider à trouver de nouvelles façons de lutter contre l'inflammation associée à l'infection et au vieillissement », a déclaré Rodríguez Gama.
« L'inflammation est l'une des principales caractéristiques de la plupart des maladies qui sont actuellement incurables-Alzheimer, de Parkinson, la plupart des maladies associées au vieillissement, et certains cancers mais cela commence dans les cellules individuelles », a déclaré Halfmann.
« Si nous pouvions réduire la probabilité d'inflammation en supprimant peut-être certaines de ces pièces de puzzle ou en les remodelant afin qu'elles ne puissent pas s'assembler, alors nous pourrions être en mesure de bloquer l'inévitabilité de l'inflammation, et avec le temps, de développer des moyens de décélérer certaines de ces maladies », a déclaré Halfmann. « Bien que le ralentissement ou l'arrêt de l'assemblage de puzzle pourrait éventuellement augmenter la sensibilité aux agents pathogènes, certains patients seraient peut-être disposés à accepter ce risque. »
