Une équipe de recherche de Cologne et d'Osnabrück a étudié en détail comment les substances messagères signalent l'inflammation lors de l'élimination des cellules endommagées dans le corps. Grâce à des méthodes de microscopie à haute résolution, les chercheurs ont pu montrer que deux protéines interagissent dynamiquement entre elles et ainsi déterminer si une cellule mourante déclenche une réaction inflammatoire dans l'organisme.

L'étude dirigée par la professeure Dr Ana J. Garcia-Saez (CECAD—Cluster of Excellence for Aging Research at the University of Cologne) et la professeure junior Dr Katia Cosentino (CellNanOs—Center for Cellular Nanoanalytics at the Osnabrück University) a été publiée dans la revue Molecular Cell .

Normalement, le corps initie l'apoptose - une forme de mort cellulaire programmée - pour se débarrasser des cellules endommagées. La connaissance du fonctionnement exact de ce mécanisme de nettoyage au niveau des molécules impliquées peut apporter une contribution significative à la thérapie des maladies. Dans le cancer, par exemple, les cellules ne sont pas systématiquement éliminées du corps, mais continuent à vivre et à se propager. Le traitement par radiothérapie est couramment utilisé pour tuer les cellules cancéreuses, mais il induit une inflammation dans le corps. Des recherches sont menées dans le monde entier pour découvrir comment les thérapies contre le cancer provoquent une inflammation et comment les traitements peuvent être moins nocifs pour le corps.

Dans cette étude, l'équipe de recherche du CECAD et de CellNanOs s'est concentrée sur deux protéines déjà connues pour être impliquées dans la mort cellulaire. BAX et BAK sont les deux protéines qui régulent le mécanisme de mort cellulaire dans les mitochondries, les centrales électriques de la cellule. En utilisant des techniques d'imagerie à haute résolution, les chercheurs ont pu observer pour la première fois comment BAX et BAK formaient dynamiquement des structures dans les mitochondries qui influençaient la mort cellulaire et l'inflammation.

En raison de leur grande similitude, BAX et BAK ont jusqu'à présent été qualifiées de protéines jumelles. Qu'ils diffèrent systématiquement dans leur mécanisme d'action est une nouvelle découverte de cette étude. L'équipe de recherche a pu montrer que les protéines BAK s'organisent en structures plus petites plus rapidement que BAX, et que les deux protéines s'influencent mutuellement.

"Nous avons pu clairement observer au microscope comment les deux protéines interagissaient entre elles pour former un pore dans la mitochondrie, de sorte que l'ADN mitochondrial sortait par le pore pour déclencher une inflammation", a expliqué Andreas Jenner de l'Université de Cologne. Cette interaction dynamique des protéines BAK et BAX était auparavant inconnue, et elle régule la formation du pore et donc la quantité d'ADN mitochondrial libérée. Ceci, à son tour, détermine si une réponse inflammatoire est déclenchée dans le corps.

"La disponibilité relative des protéines BAX et BAK dans les cellules détermine la croissance du pore et la vitesse à laquelle l'ADN mitochondrial est libéré. ​​Peut-être que nos découvertes ouvrent de nouvelles perspectives pour contrôler l'inflammation pendant les traitements contre le cancer", a expliqué Katia Cosentino de l'Université d'Osnabrück. .

"Nos résultats mettent en évidence la façon dont BAX et BAK contribuent à la mort cellulaire de différentes manières et suggèrent que ces deux protéines devraient être bien équilibrées dans les traitements thérapeutiques contre le cancer", a déclaré Ana J. Garcia-Saez de l'Université de Cologne.

Cependant, une telle thérapie n'existe pas encore. Pour l'instant, une enquête plus approfondie est nécessaire pour déterminer si des molécules supplémentaires contribuent à la dynamique de la formation des pores BAX et BAK et régulent la croissance et la taille des pores.