De nombreuses protéines importantes dans le corps humain ont besoin d'amas fer-soufre, de minuscules structures faites d'atomes de fer et de soufre, afin de fonctionner correctement. Des chercheurs du National Cancer Institute (NCI), les National Institutes of Health (NIH) et l'Université du Kentucky ont découvert que des perturbations dans la construction des amas fer-soufre peuvent entraîner l'accumulation de gouttelettes de graisse dans certaines cellules. Ces découvertes, qui sera publié dans le numéro du 25 mai du Journal de chimie biologique , fournir des indices sur les causes biochimiques d'affections telles que la stéatose hépatique non alcoolique et le carcinome rénal à cellules claires.
"Les amas fer-soufre sont délicats et susceptibles d'être endommagés à l'intérieur de la cellule, " a déclaré Daniel Crooks, le boursier postdoctoral qui a dirigé la nouvelle étude. "Pour cette raison, les cellules de notre corps construisent constamment de nouveaux amas fer-soufre."
Crooks a commencé à étudier les enzymes qui construisent les clusters fer-soufre au cours de ses études supérieures dans le laboratoire de Tracey Rouault à l'Institut national Eunice Kennedy Shriver de la santé infantile et du développement humain du NIH. Des mutations dans l'une de ces enzymes peuvent provoquer une myopathie ISCU, une maladie héréditaire dans laquelle les patients, malgré son apparence forte et en bonne santé, ne peut pas faire d'exercice pendant plus d'une courte période sans ressentir de la douleur et de la faiblesse.
Par conséquent, il était clair pour Crooks qu'une carence à vie en amas fer-soufre provoquait de profonds changements dans la façon dont les cellules traitaient l'énergie. Mais il s'est demandé exactement ce qui s'était passé dans une cellule dans les premiers instants après que quelque chose se soit mal passé avec la production de clusters fer-soufre. Laquelle des nombreuses protéines nécessitant des clusters fer-soufre a été affectée en premier, et quel effet cela a-t-il eu sur le métabolisme cellulaire ?
Crooks a développé des méthodes expérimentales pour arrêter brusquement la fabrication des amas fer-soufre dans les cellules et pour surveiller ce qui arrive à la façon dont ces cellules traitent le glucose. Ordinairement, sur une série d'étapes métaboliques, les cellules convertiraient le glucose en énergie. Mais sans amas fer-soufre, une enzyme appelée aconitase qui effectue l'une des étapes de ce processus ne fonctionne pas. Par conséquent, les cellules ont rapidement accumulé un produit métabolique intermédiaire appelé citrate, qui a finalement été converti en gouttelettes de graisse.
La suraccumulation de graisses dans les tissus où elles ne se trouvent pas normalement est une caractéristique de nombreuses maladies, y compris la stéatose hépatique non alcoolique, un facteur de risque de cirrhose et de cancer du foie. Ces résultats suggèrent que cet état pourrait être causé par des défaillances de la production de clusters fer-soufre, par exemple en raison de facteurs de stress cellulaires ou d'une exposition à des toxines.
"Nous espérons que les personnes qui travaillent si dur sur la stéatose hépatique non alcoolique trouveront notre article utile pour leurs recherches, " a dit Rouault.
Escrocs, travaillant dans le laboratoire du chirurgien et scientifique W. Marston Linehan au NCI, examine maintenant le rôle de la formation d'amas fer-soufre et de la fonction aconitase dans les cancers, par exemple les carcinomes à cellules claires. Divers cancers sont souvent caractérisés par une accumulation excessive de graisse dans les cellules. En réalité, c'est de cette accumulation de gouttelettes lipidiques que les carcinomes à cellules claires tirent leur nom :lorsqu'une tranche d'une telle tumeur est fixée sur une lame et que ses protéines sont colorées, les grandes zones d'accumulation de lipides dans les cellules semblent transparentes.
"Nous voulons vraiment regarder les débuts du cancer... pour comprendre si les lipides ont été formés à partir du glucose ou d'autres carburants et si les lipides sont importants pour la pathogenèse, ou s'il ne s'agit que de spectateurs qui se forment en réponse à une reprogrammation métabolique susceptible d'inclure une perturbation des activités des protéines fer-soufre, ", a déclaré les escrocs.
