Le Prof. Martin Kupiec et le Dr. Kobi Simpson-Lavy de l’École de biologie moléculaire et de biotechnologie de l’Université de Tel-Aviv ont identifié une protéine susceptible de subir un processus de transformation biologique inverse à celui qui aboutit à la perte des fonctions cérébrales.
Les chercheurs espèrent que cette étude révolutionnaire pourra contribuer dans l’avenir au traitement de maladies telles que le diabète, la maladie d’Alzheimer et celle de Parkinson.
Les résultats de la recherche ont été publiés à la fin de la semaine dernière dans la revue Molecular Cell.
Le processus de formation d’agrégats de protéines dans les cellules, qui caractérisent les maladies neuro-dégénératives du cerveau telles que la maladie d’Alzheimer était jusqu’à présent considéré comme irréversible. Dans leur nouvelle étude, les chercheurs ont identifié une protéine du nom de Std1 dont le processus d’accumulation est susceptible de s’inverser lorsque ses conditions d’environnement se transforment.
Un processus réversible
» Avec l’âge des amas de protéines ou agrégats se forment dans les cellules », explique le Dr. Kobi Simpson-Lavy qui a mené l’étude dans le laboratoire de recherche du Prof. Kupiec. « Ces blocs se créent pour de nombreuses raisons, et le processus est considéré comme irréversible. Il s’agit d’un phénomène typique d’un certain nombre de maladies graves, en particulier des maladies caractérisées par une perte de la fonction cérébrale « .
En règle générale, la plupart des processus dans nos cellules sont effectués par des protéines. En temps normal, il s’agit de molécules solubles qui peuvent se déplacer d’un endroit à l’autre de la cellule. Les agrégats de protéines interfèrent avec cette capacité et sont responsables d’un certain nombre de maladies, telles que le diabète, la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson et l’encéphalopathie spongiforme bovine (maladie de la « vache folle »). Pour minimiser ces interférences, la cellule tente de « désassembler » ces blocs ou de les empiler dans certains emplacements.
Pour les besoins de la nouvelle étude, le Dr. Simpson-Lavy a examiné la réponse des cellules de levure à la présence de sucres. Il a constaté que l’ajout de glucose au substrat de croissance provoquait l’empilement d’une protéine nommée STD1.
« Nous nous sommes demandés si les blocs de Std1 avaient un rôle physiologique », explique le Prof. Kupiec. » Nous avons donc suivi l’évolution de ces cellules et constaté que lorsque les niveaux de glucose diminuaient, les blocs disparaissaient et la protéine STD1 revenait vers son emplacement naturel dans le noyau, où se trouve le génome de la cellule. En raison du rôle clé de la STD1 dans la réaction à la présence de sucres divers dans le substrat de croissance, nous faisons l’hypothèse que son agrégation réversible est un mécanisme de contrôle qui permet aux cellules de réagir avec rapidité à la variation des niveaux de sucre dans l’environnement de l’agrégat ».
La formation des agrégats de la protéine Std1 dépend des mêmes systèmes cellulaires que ceux qui conduisent aux maladies neuro-dégénératives du cerveau. Ainsi, les chercheurs ont-ils découvert un nouveau mécanisme biologique de régulation de l’activité des gènes qui aboutit à une réversion du processus d’agrégation suite à des changements des conditions environnementales. L’étude suggère que toutes les accumulations de protéines ne provoquent pas nécessairement une maladie et qu’il est peut-être possible de transformer un agrégat irréversible en agrégat réversible.
« Ces résultats nous encouragent à continuer d’explorer le mécanisme, afin de mieux comprendre les voies du démantèlement des blocs de protéines « , conclut le Prof. Kupiec. « Cette recherche est susceptible de permettre le développement de futurs traitements des maladies neurodégénératives et d’autres affections ».
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