Dans une récente étude publiée dans la revue Antioxydantsles chercheurs discutent du rôle potentiel de la mélatonine dans la régulation de la méthylation de l’acide désoxyribonucléique (ADN).
Étude: Mélatonine : un régulateur potentiel de la méthylation de l’ADN. Crédit d’image : Youri Golub / Shutterstock.com
Sommaire
Les effets de la mélatonine sur la santé
La mélatonine, une hormone produite par la glande pinéale, joue un rôle crucial dans la régulation de divers processus cellulaires tels que la chronobiologie, l’apoptose, la prolifération, les dommages oxydatifs, la régulation immunitaire, la pigmentation et le métabolisme mitochondrial. Des études antérieures ont identifié une relation entre la perturbation du cycle circadien et l’instabilité génomique, y compris les modifications des schémas de méthylation de l’ADN.
Le rôle potentiel de la mélatonine dans la régulation de la méthylation de l’ADN est un domaine d’exploration prometteur en raison de l’impact de l’instabilité génomique sur l’initiation du cancer et le développement de maladies non malignes, la méthylation de l’ADN étant devenue une nouvelle cible en thérapie clinique.
Le rôle de la mélatonine dans la méthylation de l’ADN
La mélatonine régule l’expression des ADN méthyltransférases (DNMT)
La mélatonine joue un rôle crucial dans la régulation de l’expression des gènes, y compris les gènes liés aux processus épigénétiques, en raison de ses divers effets biologiques. La mélatonine affecte également les niveaux de méthylation de l’ADN, ce qui peut entraîner une différenciation cellulaire accrue.
La mélatonine réduit le niveau de méthylation (5-mC) en supprimant l’expression de DNMT1 et de la protéine de liaison méthyl CpG 2 (MeCP2). Cependant, la mélatonine ne semble pas avoir d’impact sur les niveaux d’expression de DNMT3A et DNMT3B, qui est responsable de de novo méthylation. Ainsi, la mélatonine peut avoir un effet plus fort sur la préservation de la méthylation de l’ADN lors de la réplication de l’ADN.
L’impact potentiel de la mélatonine sur les protéines de translocation ten-eleven (TET)
Les protéines TET sont responsables de la déméthylation de l’ADN, qui représente une partie importante de l’état de méthylation de l’ADN dans le génome. L’impact de la mélatonine sur l’expression des DNMT suggère que cette hormone peut affecter la déméthylation active de l’ADN.
Par exemple, une étude a rapporté que des embryons de souris dépourvus d’aralkylamine N-acétyltransférase (AANAT), l’enzyme clé de la production de mélatonine, présentaient une expression réduite de TET2 et des altérations de la méthylation de l’ADN. Notamment, ce processus était réversible avec une supplémentation en mélatonine.
Mélatonine et méthylation de l’ADN sous lumière artificielle la nuit (ALAN)
La production de mélatonine est perturbée par l’exposition à l’ALAN. La synthèse de la mélatonine dans la glande pinéale est régulée par les cellules ganglionnaires rétiniennes qui contiennent de la mélanopsine, un photopigment très sensible à la lumière à courte longueur d’onde. L’exposition à l’ALAN peut entraîner une diminution de la sécrétion de mélatonine.
Des études antérieures ont montré que la diminution des niveaux de mélatonine causée par l’ALAN peut contribuer à des taux plus élevés de cancers hormono-dépendants. En outre, ALAN pourrait être responsable de la croissance des tumeurs et du développement de l’hypométhylation globale de l’ADN dans les tumeurs cancéreuses du sein 4T1 des souris BALB/c acclimatées aux jours courts.
L’exposition à l’ALAN a été attribuée à l’hypométhylation de l’ADN dans le tissu pancréatique, ainsi qu’à la baisse des taux de glucose et d’insuline chez les rats, reflétant ainsi l’impact significatif de l’ALAN sur les réponses métaboliques. Une étude récente a révélé que l’exposition à l’ALAN est liée à des taux plus élevés de maladies cardiovasculaires, de diabète et d’obésité, en particulier chez les patients âgés.
L’hyperméthylation du récepteur de la mélatonine MT1 (MTNR)-1B a été proposée comme nouveau marqueur épigénétique de l’athérosclérose, une maladie métabolique. Prises ensemble, ces études indiquent un lien étroit entre la fonction de la mélatonine et le statut de méthylation de l’ADN.
Mélatonine et méthylation dans le développement et la différenciation cellulaire
Dans une étude sur l’élevage de hamsters, les chercheurs ont découvert que l’utilisation de mélatonine semblable à l’hiver entraînait une réduction de l’expression de DNMT dans l’hypothalamus, entraînant ainsi l’hypométhylation du promoteur dio3, ce qui entraînait une régression gonadique.
La mélatonine semble également avoir un impact direct sur le développement de l’embryon par son implication dans la reprogrammation de la méthylation de l’ADN. La mélatonine peut également favoriser le développement des embryons en induisant des modifications dans la méthylation de l’ADN des gènes associés à la pluripotence et aux fonctions spécifiques aux tissus.
L’impact de la mélatonine sur la différenciation des cellules souches a déjà été rapporté. La mélatonine favorise la différenciation odontogène des cellules de la pulpe dentaire humaine (hDPC) et réduit la méthylation globale de l’ADN et la MeCP.
Notamment, la perte de méthylation encourage la différenciation des cellules souches, tandis que l’hyperméthylation maintient la souche cellulaire. De plus, la supplémentation en mélatonine induit une différenciation des hDPC par une interaction protéique qui affecte les altérations globales de la méthylation de l’ADN.
conclusion
La mélatonine a été largement étudiée en tant qu’option potentielle de prévention ou de traitement du cancer, avec un nombre important et croissant de littérature soutenant son efficacité. L’étude actuelle a exploré l’impact possible de la mélatonine sur la méthylation de l’ADN.
Les altérations de la sécrétion de mélatonine dues au travail de nuit peuvent entraîner une hyperméthylation des gènes impliqués dans le biorythme circadien. Cela suggère que la mélatonine pourrait potentiellement avoir un impact direct sur la méthylation de l’ADN.
L’administration de mélatonine, associée à des inhibiteurs de DNMT, peut être un complément précieux à la thérapie anticancéreuse, en particulier pour les tumeurs présentant une expression altérée des récepteurs de la mélatonine. Une exploration plus approfondie de cette approche est justifiée dans des contextes expérimentaux et cliniques.
