Des biochimistes ont fait une découverte qui met en lumière la machinerie moléculaire qui permet à certaines cellules, telles que les cellules immunitaires ou encore les cellules cancéreuses malignes chez l'homme, se frayer un chemin à travers les tissus comme les organes, peau ou des os.

L'oeuvre, menée dans le laboratoire de l'Université de l'Oregon de Brad Nolen, professeur au Département de chimie et biochimie, a été décrite dans un article du numéro du 13 février de la Actes de l'Académie nationale des sciences .

Les chercheurs ont examiné une protéine fibreuse semblable à une corde dans les cellules appelée actine, qui pousse et se ramifie comme le font les branches des arbres. Lorsque les branches d'actine poussent, ils poussent sur la membrane cellulaire et créent des saillies en forme de bras. Ces bras peuvent tirer une cellule immunitaire vers l'avant, lui permettant de chasser les envahisseurs étrangers, de les envelopper et de les avaler.

Nolen et ses collègues ont examiné le complexe lié à l'actine, Arp2/3, un grand assemblage de protéines qui est nécessaire pour que l'actine se ramifie. Lorsque Arp2/3 s'assoit sur actin, il promeut la formation d'une nouvelle branche sur ce site.

Ce complexe Arp2/3 est essentiel à la motilité cellulaire - la capacité de se déplacer et d'effectuer une myriade de tâches - et pour initialiser la construction d'un réseau de filaments connu sous le nom de cytosquelette d'actine qui fournit un support structurel aux cellules.

Les chercheurs ont identifié deux emplacements sur Arp2/3 où une protéine activatrice le touche. Cette protéine activatrice réside dans la membrane et peut détecter quand la cellule a besoin de ramper ou d'engloutir un agent étranger. Il déclenche ensuite la réponse de branchement à l'intérieur de la cellule en touchant Arp2/3.

Pour trouver les emplacements précis où la protéine activatrice rencontre Arp2/3, l'équipe de recherche a extrait Arp2/3 et la protéine activatrice des cellules, les a mélangés, et a utilisé une méthode spéciale qui marque chimiquement les deux protéines aux endroits où elles se sont touchées. En collaboration avec des chercheurs de l'Université de Washington, l'équipe s'est concentrée sur l'emplacement de ces marques à l'aide d'une technique appelée spectrométrie de masse.

"Ce que nous avons découvert était passionnant car savoir précisément comment la protéine activatrice se lie au complexe Arp2/3 est la première étape pour comprendre comment elle active son activité de ramification, " dit Nolen.

Comprendre comment cette activité de branchement est activée dans les cellules malignes pourrait être applicable dans le développement de nouveaux médicaments pour cibler le cancer, les chercheurs ont dit. Dans certains états pathologiques, y compris les infections virales telles que le VIH et le cancer, les cellules peuvent perdre le contrôle de leur cytosquelette d'actine.

Par exemple, Nolen a dit, un médicament qui bloque le site sur Arp2/3 où touche la protéine activatrice empêcherait la ramification de l'actine. Cela pourrait empêcher les cellules tumorales de ramper, ou métastaser.

Les sociétés pharmaceutiques ont utilisé des approches similaires pour développer le paclitaxel, un médicament anticancéreux qui cible une autre protéine formant des filaments appelée tubuline. Nolen et ses collègues ont déclaré que leurs découvertes pourraient éventuellement conduire à de nouvelles opportunités pour améliorer la santé humaine en élargissant l'arsenal de médicaments contre les maladies.