L'accumulation de molécules de graisse est préjudiciable à la cellule. Des chercheurs de la Yong Loo Lin School of Medicine de l'Université nationale de Singapour (NUS Medicine), ont fait une percée pour comprendre comment nos cellules parviennent à rester en bonne santé en recyclant des molécules de graisse importantes. Leur étude, publiée dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences (PNA)révèle comment une protéine appelée homologue célibataire 1 (SPNS1) aide à transporter les graisses à partir des compartiments cellulaires appelés lysosomes.
Dirigée par le professeur agrégé Nguyen Nam Long, du département de biochimie et du programme de recherche translationnelle (TRP) du Département de biochimie et d'immunologie de NUS Medicine, l'équipe a constaté que SPNS1 est comme un gardien cellulaire qui peut aider à déplacer un type de molécule de graisse appelée lysophospholipides au lysosome , le « centre de recyclage » de la cellule. Ces molécules de graisse sont ensuite réutilisées pour les fonctions cellulaires. SPNS1 est crucial pour maintenir la santé cellulaire en garantissant le recyclage des graisses est efficace et cette accumulation de graisses nocive est évitée.
Les graisses et autres matériaux cellulaires atteignent le lysosome à travers trois voies principales: endocytose, phagocytoseet autophagie. En endocytose, la cellule prend des matériaux de l'extérieur en les enveloppez dans des vésicules, qui les transportent au lysosome pour une rupture. Dans la phagocytose, les cellules immunitaires telles que les macrophages agissent comme l'équipe de nettoyage du corps, avalant de grandes particules comme des cellules endommagées ou des germes et les envoyant à des lysosomes. Enfin, dans l'autophagie, la cellule nettoie ses propres parties endommagées, comme les vieilles mitochondries, en les enroulant dans une bulle membranaire appelée autophagosome. Cette bulle fusionne ensuite avec le lysosome, où le contenu est décomposé et recyclé pour garder la cellule en bonne santé.
Une fois que les graisses sont décomposées dans le lysosome, elles jouent plusieurs rôles importants dans la cellule. L'un est la réparation et l'entretien de la membrane. Les composants gras en panne, tels que phospholipides et sphingolipidessont réutilisés pour reconstruire et maintenir les membranes de protection de la cellule. Les graisses aident également à la production d'énergie, car certaines d'entre elles sont traitées pour fournir du carburant aux activités de la cellule. De plus, certaines graisses, comme la sphingosine-1-phosphate (S1P), jouent un rôle crucial dans la communication cellulaire. Ces molécules de signalisation aident les cellules à coordonner les processus importants, tels que la croissance, le mouvement et la survie, garantissant que le corps fonctionne en douceur.
Dans une étude précédente, l'équipe NUS Medicine a montré que si SPNS1 ne fonctionne pas correctement, cela conduit à une accumulation de déchets lipidiques à l'intérieur des cellules, provoquant des maladies appelées maladies de stockage lysosomal (LSD) chez l'homme. Les LSD sont un groupe de plus de 50 troubles génétiques rares causés par des problèmes dans le processus de recyclage du lysosome. Des maladies comme la maladie de Gaucher, la maladie de Tay-Sachs, la maladie de Niemann-Pick et la maladie de Pompe résultent de l'accumulation de déchets dans les cellules, entraînant de graves problèmes de santé. Des dysfonctionnements de la voie de recyclage lysosomal se trouvent également dans les maladies de Parkinson et d'Alzheimer.
En collaboration avec le groupe du professeur Xiaochun Li du Centre médical Southwestern de l'Université du Texas (UTSW), l'équipe a utilisé une technologie appelée Cryoelectron Microscopy (Cryo-EM) et les lectures fonctionnelles pour prendre des images des interactions de SPNS1 avec un type spécifique de graisse appelé lysophosphatidylcholine (LPC), l'un des lysophospholipides recyclés dans le lysosome. Cela leur a donné une meilleure compréhension du fonctionnement de SPNS1 et de la façon dont il ressent les changements dans l'environnement de la cellule pour effectuer son travail.
Les troubles du stockage lysosomal sont un groupe de maladies génétiques rares qui se produisent lorsque le lysosome ne recyclait pas les molécules importantes. Nos recherches montrent que SPNS1 joue un rôle clé dans la prévention de ces maladies en veillant à ce que les graisses soient correctement transportées du lysosome. Nous comprenons maintenant davantage comment nos cellules recyclent ces molécules de graisse au niveau atomique, ce qui pourrait nous aider à développer de nouveaux traitements pour les maladies où SPNS1 ne fonctionne pas comme prévu. «
Professeur agrégé Nguyen Nam Long, Département de biochimie et du programme de recherche traductionnelle de l'immunologie (TRP), NUS Medicine
L'équipe a également mené des expériences pour confirmer que la protéine est essentielle pour déplacer les graisses des lysosomes et que certaines parties de SPNS1 sont cruciales pour sa fonction. L'étude a révélé les principaux résultats suivants:
- SPNS1 agit comme une porte, ouvrant et fermant pour laisser les graisses sortir du lysosome.
- Il s'appuie sur des signaux spécifiques de l'environnement de la cellule pour savoir quand s'ouvrir et fermer.
- Les mutations dans SPNS1 peuvent causer des problèmes de transport de graisse, conduisant à l'accumulation de déchets à l'intérieur des cellules et aux maladies humaines.
« Nous sommes ravis du potentiel de cette recherche pour faire une réelle différence pour les patients atteints de ces maladies rares », a déclaré Mme Ha Thi Thuy Hoa, co-primaire auteur du journal, du Département de biochimie et d'immunologie TRP à NUS Medicine . « Alors que cette étude a capturé SPNS1 dans l'État où elle s'ouvre vers le lysosome pour ramasser les graisses, nous travaillons maintenant à comprendre l'état opposé, où il s'ouvre du lysosome vers le reste de la cellule. Cela nous aidera à comprendre pleinement comment SPNS1 termine son cycle de transport. «
Les chercheurs explorent également les petites molécules potentielles qui pourraient moduler l'activité SPNS1, dans le but de développer des médicaments ciblés pour les maladies de stockage lysosomal.
