La façon dont notre corps gère le glucose - le sucre simple qui fournit de l'énergie à partir des aliments que nous mangeons - semble être liée à la façon dont les cellules continuent de fonctionner normalement, selon une nouvelle étude de l'Université de Chicago.

L'étude, publié avec les scientifiques du Scripps Research Institute le 15 octobre dans La nature , ont trouvé un lien entre le processus qui gère le glucose dans les cellules et celui qui régule la détoxification. Cela suggère une nouvelle compréhension d'une fonction fondamentale de notre corps, et un qui peut fournir de nouvelles informations sur les troubles allant du cancer au diabète.

Raymond Moellering, professeur assistant au département de chimie de l'UCicago, essayait de découvrir le rôle d'une molécule particulière impliquée dans la voie qui déclenche le processus de détoxification d'une cellule - une sorte d'équipe de nettoyage pour éliminer les toxines et les accumulations lorsque quelque chose tourne mal dans la cellule. Cette voie se présente lorsque vous étudiez toutes sortes de maladies :cancer, Diabète, les maladies inflammatoires et les troubles neurodégénératifs comme la maladie d'Alzheimer.

Il est apparu que la protéine clé pour déclencher cette voie, KEAP1, était activé par une nouvelle petite molécule découverte en laboratoire, mais elle ne semblait pas utiliser l'un des mécanismes normaux connus des scientifiques.

En traquant les voies affectées par cette molécule, L'équipe de Moellering a découvert qu'il s'agissait d'une autre voie en plus de la détoxification :la voie que le corps utilise pour traiter le glucose. "Personne ne savait que ceux-ci étaient directement liés, ", a déclaré Moellering.

Comment notre corps gère le glucose, qui est produit lorsque nous décomposons les aliments en énergie, est crucial pour pratiquement toute vie dans le monde et donc important dans de nombreuses maladies, comme le diabète. Parce que c'est si ancien et fondamental, c'est aussi une voie très difficile à manipuler en laboratoire. "Contrairement à beaucoup de gènes ou de voies dans les cellules humaines, vous ne pouvez pas simplement arrêter les processus impliqués dans le métabolisme du glucose pour voir comment il se connecte à d'autres voies, parce que si vous le faites, la cellule meurt et les connexions sont perdues, ", a déclaré Moellering.

Heureusement, les problèmes biologiques difficiles sont la spécialité de Moellering. Dans la plupart des techniques d'étude de la biologie, les scientifiques ne peuvent qu'apercevoir des instantanés de l'activité cellulaire, comme essayer de comprendre l'intrigue de The Matrix en se basant sur quelques images de l'ensemble du film. Le laboratoire de Moellering essaie d'y remédier en développant une technologie pour mesurer l'activité et les interactions dans les cellules vivantes au fur et à mesure que cela se produit.

Grâce à une combinaison de techniques, ils ont découvert que KEAP1 est en fait déclenché par une accumulation de glucose dans la cellule. "Il semble très clairement que KEAP1 écoute le métabolisme du glucose, et activer les mécanismes de désintoxication en conséquence, ", a déclaré Moellering.

La partie étrange était de savoir comment cela se produit. Les chercheurs ont montré que lorsque KEAP1 est exposé à une molécule produite lors de la dégradation du glucose, les protéines KEAP1 individuelles se joignent par paires, qui déclenche alors une cascade d'autres signaux dans la cellule pour commencer les mécanismes de détoxification. Les méthodes précédentes ne pouvaient pas détecter comment ces molécules, les protéines et les voies interagissaient au sein de la cellule.

Ouvrir de nouvelles voies

La découverte est passionnante à plusieurs niveaux, dit Moellering. Cette voie particulière est un indice pour comprendre toutes sortes de troubles, parce que la détoxification est un rôle si important dans la cellule. Il y a aussi beaucoup de choses que les chercheurs ignorent sur le glucose, tels que la manière dont les changements exacts dans le métabolisme du glucose contribuent aux complications des maladies, telles que les lésions nerveuses qui accompagnent le diabète.

En outre, les travaux montrent que la cellule se protège des dommages en déclenchant une détoxification via le métabolisme du glucose, mais pousser ce signal trop loin, comme cela peut arriver dans des maladies comme le diabète, pourrait entraîner des dommages qui dépassent la capacité de l'équipe de nettoyage. "Pour de nombreuses maladies impliquant le métabolisme du glucose, il est intriguant de se demander maintenant si cette voie est impliquée, ", a déclaré Moellering.

A un autre niveau, cette découverte semble établir une nouvelle catégorie de contrôle des protéines dans le corps. Dans leur quête pour comprendre ce qui se passe chaque jour dans les cellules humaines, les scientifiques connaissent deux manières principales pour les protéines de mener leurs activités. Une façon est pour les enzymes de placer des marques chimiques sur les protéines, en les éteignant et en les rallumant. L'autre façon est que les molécules flottant librement dans la cellule interagissent de manière réversible avec les protéines pour contrôler leurs fonctions. Cette étude semble établir une troisième voie, qui est un hybride des deux - où ces molécules flottantes forment directement des marques chimiques sur les protéines avec lesquelles elles interagissent, provoquant des effets spécifiques et de plus longue durée. "Trouver ce type de régulation avec KEAP1 suggère qu'il s'agit d'un moyen répandu de contrôler la fonction des protéines, ", a déclaré Moellering.

La découverte suggère de nouvelles possibilités thérapeutiques. Les sociétés pharmaceutiques sont très intéressées par la façon d'activer et de désactiver KEAP1, parce que c'est la clé de tant de troubles. Les tentatives précédentes axées sur le ciblage de KEAP1 lui-même se sont heurtées à des défis dans les essais cliniques; cette nouvelle compréhension de la façon dont le métabolisme s'intègre dans la voie peut suggérer un nouveau mécanisme pour accomplir le même effet, dit Moellering.