Décryptage du mécanisme moléculaire des récepteurs à membrane
La membrane de nos cellules montre des protéines à l'extérieur. Ces récepteurs membranaires sont attachés aux hormones, neurotransmetteurs, etc. et font passer le message de ces molécules à l'intérieur de la cellule. Ils sont des portiers de nos cellules. Il n'est donc pas surprenant que près de 70% des médicaments actuellement fabriqués soient conçus pour être attaqués par les récepteurs à membranes. Une nouvelle étude publiée dans le magazine Cell révèle l'interaction entre les récepteurs et les nanodomeines lipidiques de la membrane et peut être essentielle pour comprendre le mécanisme moléculaire qui régule l'activité de ces récepteurs à membranes.
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En 2008, 11 enfants ont été informés sur la santé des chercheurs. Tous ces enfants avaient un dysfonctionnement causé par les infections des mycobactéries. Ils ont réalisé que tous avaient la même mutation dans un récepteur de la membrane, qui connaît l'interféron gamma. L'interférone gamma intervient dans la réponse immunitaire, de sorte que l'existence d'une mutation dans son récepteur faisait que les cellules ne résistaient pas à l'infection bactérienne.
«À la suite de cette mutation, la machine cellulaire ajoute au récepteur à membrane un sucre à ce point précis, bloquant l’activité du récepteur», a déclaré Xabier Contreras, chercheur de l’Unité de Biophysique (UPV/CSIC) et un de ses auteurs. « Le destinataire n’est pas fonctionnel car il n’est pas là où il doit être. Lorsque la protéine appelée galectine détecte le sucre, elle prend le récepteur et le transforme en membrane. » La clé pour que le récepteur soit actif est qu'il soit dans des zones spéciales des membranes – nanodomeines lipidiques – d'où la galectine extrait. La recherche a servi à déterminer où les médicaments peuvent être développés pour ceux qui ont cette mutation, car les chercheurs ont vu que le récepteur est fonctionnel, car bien que ce soit une mutation, il ne change pas de place.
Cependant, l'écho de la recherche est dû à la façon dont le récepteur est associé aux nanodomeines lipidiques de la membrane. « Les membranes des cellules sont comme un océan – explique Xabier Contreras – où il y a de petites îles. Les protéines de la membrane peuvent être présents partout dans l'océan, mais seulement quand ils sont en eux. Lorsqu'ils sont en dehors de ces zones composées de lipides déterminés (principalement composés de cholestérol et sphinx), ils ne peuvent exercer leur fonction ». Dans cette étude, il est clair que les récepteurs de l'interféron gamma sont associés à ces nanodomégènes. « Si à l'avenir nous devions savoir ce qui conduit le récepteur à ces nanodomegenos et pourquoi il est actif/inactif, nous serions en mesure d'interrompre ou d'augmenter les signalisations cellulaires en agissant sur les récepteurs », a déclaré le chercheur de l'Unité de Biophysique.
La membrane est la clé
Au début, lorsque la membrane plasmatique a été décrite, on a pensé que c'était une barrière inerte qui séparait l'intérieur et l'extérieur de la cellule. Par la suite, il a été prouvé qu'il est indispensable de maintenir l'intégrité de la cellule et, en outre, la structure est entièrement dynamique.
« Les lipides se déplacent constamment sur une échelle de temps très réduite, entre une microseconde et dix nanosecondes. Ils sont comme une grande ville où tous tournent d'un endroit à l'autre. Certains se croisent sur le chemin, d’autres se connaissent et interagissent… Cela rend tout très dynamique et bien réglementé.»
« Non seulement cela, mais grâce aux progrès réalisés dans la lipidomique, nous savons maintenant qu’il y a environ mille espèces de lipides. 25% du génome a pour fonction de synthétiser, réguler et transporter cette diversité invraisemblable des lipides. Mais nous ne savons toujours pas pourquoi cette diversité existe – ajoute Xabier Contreras. Pourquoi avons-nous tant de lipides si en fait trois ou quatre types de lipides suffisent pour former une membrane?”
Ils ne savent pas encore pourquoi il y a tant de diversité, mais ils savent que cette diversité est très réglementée : chaque organe de la cellule a sa composition lipidique spécifique. Ainsi, chaque protéine a un signal indiquant à quelle membrane vous devez assister, car il y aura des lipides qui vous permettront de remplir votre fonction.
« Ce que nous étudions maintenant, c’est ce qui fait que ces protéines sont associées aux îles lipidiques, mais il est très difficile de le clarifier car l’interaction ne dure que quelques microsecondes. »
Zu idazle
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