Les médecins ont longtemps traité les crises cardiaques, amélioration des symptômes de l'asthme, et l'impuissance guérie en augmentant les niveaux d'une seule molécule dans le corps :l'oxyde nitrique.

La petite molécule peut changer le fonctionnement des protéines. Mais de nouvelles recherches présentées dans Cellule moléculaire suggère que la supplémentation en oxyde nitrique - NON - n'est que la première étape. Les chercheurs ont découvert des enzymes jusque-là inconnues dans le corps qui convertissent le NO en molécules « palliatives » – les SNO – qui modulent ensuite les protéines. Les enzymes nouvellement découvertes aident le NO à jouer divers rôles dans les cellules. Ils peuvent également être des cibles thérapeutiques de choix pour traiter un éventail de maladies.

La découverte représente un changement de paradigme pour les biologistes du domaine, dit Jonathan Stamler, responsable de l'étude, MARYLAND, professeur de médecine à la Case Western Reserve University School of Medicine et président, Hôpitaux universitaires Harrington Discovery Institute.

"L'oxyde nitrique a été impliqué dans pratiquement toutes les fonctions cellulaires, et trop ou trop peu est largement impliqué dans la maladie, dont la maladie d'Alzheimer, insuffisance cardiaque, cancer, asthme et infection, " Il a expliqué. " L'opinion dominante dans le domaine est que trop ou trop peu de NO est dû à l'activité des enzymes qui produisent du NO, appelé NO synthases. Cependant, les nouvelles découvertes suggèrent que les NO synthases fonctionnent de concert avec deux nouvelles classes d'enzymes qui attachent le NO aux protéines cibles, et soulèvent la possibilité de littéralement des centaines d'enzymes médiateurs de la signalisation basée sur le NO."

Les enzymes travaillent ensemble pour contrôler les protéines grâce à un processus appelé S-nitrosylation. Stamler et ses collègues décrivent une réaction en chaîne. D'abord, NO synthases font NO. Puis, une nouvelle classe d'enzymes - les SNO synthases - convertissent le NO en SNO, qui se fixent aux protéines et modulent leur fonction. Une troisième classe transfère les SNO à des protéines supplémentaires qui contrôlent de nombreuses fonctions cellulaires supplémentaires, y compris la croissance, mouvement et métabolisme, et protègent également les cellules contre les blessures. Sans SNO synthases, les cellules ne peuvent pas utiliser NO. Et il existe potentiellement des centaines d'enzymes génératrices de SNO différentes qui produisent des milliers de SNO différents.

La signalisation NO dans les cellules est essentiellement conçue pour créer des SNO, beaucoup d'entre eux.

"Cela ouvre le champ à de nouvelles compréhensions et opportunités, car des centaines d'enzymes effectuent probablement la signalisation à l'intérieur des cellules à travers ce processus. Chacune de ces enzymes pourrait potentiellement être ciblée spécifiquement dans la maladie, " dit Stamler.

Avec autant d'enzymes dans le nouveau modèle, il est maintenant logique que les médicaments qui augmentent les niveaux de NO ne soient pas interchangeables. "L'hypothèse est qu'ils fonctionnent tous de la même manière pour augmenter le NO. Mais nos résultats suggèrent que le NO lui-même n'est que la première étape. Tout dépend de ce que la cellule fait avec NO et en quel SNO elle est convertie, " Stamler a déclaré. " L'administration de NO ne peut pas reproduire la fonction des SNO effectuée par ces nouvelles enzymes. "

L'étude révolutionnaire explique enfin comment le NO peut avoir autant de fonctions différentes dans les cellules. En convertissant NO en différents SNO, les cellules peuvent obtenir des résultats différents.

La prochaine étape pour les chercheurs sera d'identifier les SNO synthases individuelles dans différents tissus et leurs rôles spécifiques dans la maladie, dit Stamler. Les nouvelles enzymes pourraient servir de cibles thérapeutiques pour les développeurs de médicaments. Par exemple, une S-nitrosylation excessive est fortement associée aux maladies d'Alzheimer et de Parkinson, mais NO est également nécessaire pour le fonctionnement normal du cerveau, y compris la mémoire.

"L'hypothèse a été qu'il faut bloquer la production AUCUNE pour empêcher que cela ne se produise. Mais les traitements ne fonctionnent pas, " dit-il. Puisque le NO a de tels effets à l'intérieur des cellules, le bloquer a des effets secondaires majeurs. Sous le nouveau modèle, les chercheurs pourraient cibler des SNO synthases spécifiques à la maladie travaillant en aval du NO.

"Maintenant, nous savons que nous pouvons bloquer la S-nitrosylation sans altérer la production de NO, " Stamler a déclaré. "Cela offre un nouvel horizon d'opportunités thérapeutiques, et change de perspective sur le terrain."