Des chercheurs des National Institutes of Health (NIH) et leurs collaborateurs ont identifié une protéine, connue sous le nom de RNF114, qui inverse la cataracte, une opacification du cristallin de l'œil qui survient fréquemment chez les personnes âgées. L'étude, qui a été menée sur l'écureuil terrestre à 13 lignes et sur des rats, pourrait représenter une stratégie possible sans chirurgie pour gérer la cataracte, une cause fréquente de perte de vision. L'étude publiée dans le Journal de recherche clinique.
Les scientifiques cherchent depuis longtemps une alternative à la chirurgie de la cataracte, qui soit efficace, mais non dénuée de risques. Le manque d'accès à la chirurgie de la cataracte constitue un obstacle aux soins dans certaines régions du monde, ce qui fait que les cataractes non traitées sont l'une des principales causes de cécité dans le monde.
Xingchao Shentu, docteur en médecine, chirurgien de la cataracte et co-chercheur principal de l'Université du Zhejiang, Chine
Cette nouvelle découverte fait partie d'une recherche en cours au National Eye Institute (NEI) du NIH sur un mammifère hibernant, l'écureuil terrestre à 13 lignes. Chez ces écureuils terrestres, les cellules photoréceptrices sensibles à la lumière de la rétine sont principalement des cônes, ce qui rend l'écureuil terrestre utile pour étudier les propriétés liées aux cônes, comme la vision des couleurs. De plus, la capacité de l'écureuil terrestre à résister à des mois de froid et de stress métabolique pendant l'hibernation en fait un modèle pour les scientifiques de la vision pour étudier toute une série de maladies oculaires.
Les chercheurs ont découvert que pendant l'hibernation, les cristallins des écureuils terrestres devenaient troubles à environ 4 degrés Celsius, mais devenaient rapidement transparents après réchauffement. En comparaison, les non-hibernants (les rats dans cette étude) développaient des cataractes à basse température, mais celles-ci ne disparaissaient pas avec le réchauffement.
La formation de cataractes chez les animaux en hibernation exposés à de basses températures est probablement une réponse cellulaire au stress dû au froid et constitue l'un des nombreux changements que subissent leurs corps lorsque leurs tissus s'adaptent aux températures glaciales et au stress métabolique. Les humains ne développent pas de cataractes lorsqu'ils sont exposés à de basses températures.
Comprendre les facteurs moléculaires à l’origine de ce phénomène de cataracte réversible pourrait nous orienter vers une stratégie de traitement potentielle.
Wei Li, Ph.D., co-chercheur principal de l'étude, chercheur principal dans la section de neurophysiologie rétinienne du NEI
La fonction principale du cristallin est de focaliser la lumière sur la rétine, à l'arrière de l'œil. Avec l'âge, des cataractes se forment lorsque les protéines du cristallin commencent à se replier de manière incorrecte et à former des amas qui bloquent, dispersent et déforment la lumière lorsqu'elle traverse le cristallin. Pour des raisons qui ne sont pas claires, le vieillissement peut perturber l'homéostasie des protéines, un processus qui maintient l'équilibre des protéines nouvellement produites et le renouvellement des anciennes protéines.
Pour étudier les cataractes réversibles des écureuils terrestres au niveau moléculaire, l'équipe a développé un modèle de laboratoire utilisant des cellules souches conçues à partir de cellules d'écureuil terrestre par le laboratoire Li du NEI. Grâce à cette plateforme, les chercheurs se sont concentrés sur une partie d'un vaste réseau qui maintient l'homéostasie des protéines en partie en décomposant les anciennes protéines, connu sous le nom de système ubiquitine-protéasome.
Plus précisément, le RNF114 a augmenté de manière significative pendant le réchauffement chez l'écureuil terrestre, par rapport au rat non hibernant. Il a déjà été démontré que le RNF114 aide à identifier les anciennes protéines et facilite leur dégradation.
Pour étudier plus en détail l'effet du RNF114, ils ont de nouveau utilisé un modèle de cataracte non hibernant (rat) en incubant ses cristallins à 4 degrés Celsius. Normalement, de telles cataractes ne se résorbent pas avec le réchauffement. Cependant, lorsque les cristallins ont été prétraités avec du RNF114, la cataracte a rapidement disparu après le réchauffement.
Selon l'équipe scientifique, ces résultats prouvent qu'il est possible d'induire la guérison de la cataracte chez les animaux. Dans les études à venir, le processus devra être peaufiné afin que les scientifiques puissent stimuler la dégradation de protéines spécifiques pour voir comment réguler précisément la stabilité et le renouvellement des protéines. Ce mécanisme est également un facteur important dans de nombreuses maladies neurodégénératives, ont-ils déclaré.
La recherche a été soutenue par le programme de recherche intramural du NEI et a été menée en collaboration avec des chercheurs de l'Université du Zhejiang, à Hangzhou, en Chine.
