Des chercheurs de l'Université de Shinshu au Japon ont découvert que la modification des propriétés chimiques des fusicoccins, une sorte de composé organique toxique produit par un champignon pour rouiller les plantes, peuvent les transformer en produits chimiques aux propriétés anti-tumorales dans les cellules. Les résultats de l'étude ont été publiés dans Chimie—Une revue européenne en septembre 2018.

Alors que les fusicoccines sont connues pour être impliquées dans plusieurs activités dans la cellule de mammifère, leurs mécanismes exacts ne sont pas bien compris. Chez les plantes, les fusicoccines se lient structurellement à un type spécifique de protéine, appelées protéines 14-3-3. Chez les mammifères, les mêmes protéines 14-3-3 sont responsables de la régulation de plusieurs processus cellulaires dont la croissance et la mort cellulaires, différenciation et vieillissement.

Dans ce contexte, les auteurs ont spécifiquement examiné l'effet d'un modèle de fusicoccine sur la liaison entre les protéines 14-3-3 et leurs molécules partenaires dans un processus de formation de complexes fonctionnels plus importants. Les chercheurs ont démontré qu'un changement chimique clé dans la structure d'une fusicoccine affecte non seulement le comportement de liaison entre une protéine 14-3-3 et sa molécule partenaire pendant la formation du complexe (également appelée interaction protéine-protéine, IPP), mais ce changement a également transformé la fusicoccine en une substance toxique ayant la capacité de détruire les cellules, ce dernier étant particulièrement pertinent dans les cellules cancéreuses.

"Ce qui nous intrigue le plus, c'est que le simple changement structurel de la fusicoccine, qui par ailleurs ne possède aucune toxicité dans les cellules humaines, peut conduire à des agents anticancéreux, " dit Junko Ohkanda, Doctorat., auteur correspondant de l'article de recherche et professeur à l'Institut d'agriculture, Université de Shinshu. "Notre étude suggère que le composé agit comme un stabilisateur pour les interactions protéine-protéine. Seuls quelques exemples sont connus à ce jour."

Les auteurs ont d'abord synthétisé deux fusicoccines modèles, un avec un groupe hydroxyle critique, ou une région qui contient une molécule d'hydrogène liée à une molécule d'oxygène, et un sans groupe hydroxyle. Cela a été fait via une série de réactions chimiques. Afin de pouvoir observer un effet de la fusicoccine sur les interactions protéine-protéine, les chercheurs ont utilisé le marquage par fluorescence. Cela leur a permis de différencier le moment où une protéine s'est liée à un type spécifique de fusicoccine synthétique et de comprendre les effets structurels des protéines de la présence ou de l'absence du groupe hydroxyle.

Même si les composés qui régulent les interactions entre les protéines sont devenus de nouvelles cibles médicamenteuses prometteuses à l'ère post-génome et ont reçu beaucoup d'attention au cours des deux dernières décennies, développer une molécule synthétique qui a cette fonction reste difficile. « Nous espérons être en mesure de développer un nouvel agent anticancéreux cliniquement pertinent à base de fusicoccines, qui contrôlent sélectivement les interactions protéine-protéine critiques pour la survie cellulaire, " dit le professeur Ohkanda.

Selon Ohkanda, l'équipe de recherche pense que "les fusicoccines fournissent une nouvelle base moléculaire pour le développement à la fois de médicaments antitumoraux et d'inducteurs d'IPP, qui sont hautement souhaitables pour une meilleure compréhension de la biologie cellulaire. » Dans leurs futures recherches, les auteurs s'attachent à faire la lumière sur les mécanismes d'action. En tant que tel, ils se concentrent déjà sur l'identification des cibles cellulaires.