Une étude cellulaire révèle un réseau de biogenèse inter-organite à médiation lipidique

Des chercheurs du Telethon Kids Institute et de l’Université d’Australie occidentale ont développé une nouvelle technique pour voir l’intérieur des cellules avec des détails sans précédent, révélant un réseau complexe d’interactions qui fournit de nouvelles informations sur la façon dont les cellules restent en bonne santé.

Selon la chercheuse principale, la professeure Aleksandra Filipovska, titulaire de la chaire Lou Landau de recherche sur la santé infantile au Telethon Kids Institute et à l'UWA, les connaissances acquises pourraient ouvrir la voie à de nouveaux traitements pour une série de maladies actuellement incurables, en particulier les maladies mitochondriales débilitantes qui affectent jusqu'à 1 bébé sur 5 000 né en Australie.

Tout comme notre corps a besoin d’organes pour fonctionner, chacune de nos cellules possède des « organes » internes appelés organites. Au sein de chaque cellule, ces organites collaborent et chacun remplit des fonctions spécifiques : les mitochondries produisent de l'énergie, le réticulum endoplasmique rugueux fabrique et replie les protéines qui sont exportées par la cellule, l'appareil de Golgi traite les protéines et les graisses et le peroxysome s'occupe de la destruction des protéines. les graisses dont la cellule n’a plus besoin.

Le professeur Filipovska a déclaré qu'il était déjà bien connu que les structures et les fonctions des organites dans les cellules dépendaient les unes des autres pour la santé cellulaire, mais que jusqu'à présent, ces relations n'avaient pas été systématiquement explorées.

Pour mieux comprendre comment leurs interactions influencent la santé cellulaire, elle et son équipe ont utilisé des techniques avancées de biologie cellulaire pour visualiser la structure et la fonction des organites en trois dimensions.

Dans une étude pluriannuelle détaillée aujourd'hui (21 décembre) dans Biologie cellulaire naturelleils ont utilisé une technique d’imagerie puissante – la microscopie électronique à balayage à faisceau d’ions focalisé – pour observer ce qui se passe dans les cellules délibérément conçues pour héberger des mutations qui endommagent les organites.

“Nous avons montré que si l'un des membres de l'équipe organite ne fait pas son travail, cela peut causer des problèmes à la cellule entière, ce qui a des implications sur la façon dont les maladies peuvent être comprises et traitées”, a déclaré le professeur Filipovska.

En particulier, les organites dépendent de types spécifiques de graisses (éther-glycérophospholipides) pour fonctionner correctement. L’étude a révélé que lorsque certains gènes liés à ces graisses étaient désactivés dans les cellules, cela provoquait des problèmes dans divers organites.

“Ces changements génétiques ont entraîné une diminution des graisses spécifiques dans les cellules, affectant la structure et la fonction des mitochondries, les centrales électriques des cellules”, a déclaré le professeur Filipovska.

“De plus, les graisses perturbées ont eu un impact sur la façon dont les différents organites communiquaient et se comportaient. Certaines cellules, lorsqu'elles manquaient de ces graisses, présentaient des problèmes dans leur Golgi, une structure impliquée dans le traitement des graisses. Cela a conduit à des changements qui ont affecté la santé globale des cellules.”

L’étude a exploré des solutions potentielles et a découvert qu’en fournissant aux cellules des éléments spécifiques de construction de graisse, elles pourraient résoudre partiellement les problèmes.

“Nos travaux ont identifié que des lipides spécifiques peuvent sauver la fonction des centrales électriques de la cellule et améliorer leur communication avec le reste de la cellule”, a déclaré le professeur Filipovska.

“Cette découverte a des implications importantes pour le traitement des maladies causées par une diminution des approvisionnements énergétiques.”

Le professeur Filipovska a déclaré que les résultats de l'étude pourraient faire une énorme différence dans la capacité des cliniciens à diagnostiquer les maladies et pourraient ouvrir la voie à des thérapies pour les maladies mitochondriales et d'autres maladies causées par des mutations cellulaires, pour lesquelles il manquait jusqu'à présent des traitements efficaces.

“Pour les familles touchées par une maladie mitochondriale, cela ouvre vraiment la voie à l'espoir, quelque chose qu'elles n'ont pas vraiment eu depuis la découverte initiale de ces maladies il y a 35 ans”, a-t-elle déclaré.

Les travaux devraient désormais être étendus à un programme de recherche complet. Grâce à une subvention de chercheur récemment annoncée, accordée au professeur Filipovska par le Conseil national de la santé et de la recherche médicale la semaine dernière, l'équipe s'appuiera sur les résultats de l'étude pour aborder le processus de diagnostic prolongé et complexe des maladies mitochondriales et développer de nouveaux traitements.

À propos de la maladie mitochondriale

Les maladies mitochondriales – le plus souvent causées par des mutations de l’ADN mitochondrial qui épuisent l’énergie du corps – sont des troubles multisystémiques progressifs qui affectent jusqu’à 1 naissance vivante sur 5 000. Il n'existe aucun remède et des traitements très limités sont disponibles, les patients étant pour la plupart soutenus par des mesures telles que des chirurgies palliatives ou des médicaments antiépileptiques.

Ces maladies peuvent être débilitantes et dévastatrices, provoquant un ralentissement de la croissance, une défaillance du cerveau et du système nerveux, une perte de l’audition, des troubles de la fonction motrice, un dysfonctionnement hépatique et une insuffisance cardiaque qui nécessitent des soins médicaux constants et peuvent entraîner une mort prématurée. Les maladies mitochondriales touchent le plus souvent les jeunes bébés et les enfants.