Les protéines produites dans les cellules subissent souvent des modifications par les enzymes après leur formation. Un type de modification, appelé prénylation, ajoute des « étiquettes » aux protéines qui leur indiquent où aller dans la cellule et comment interagir avec d'autres protéines.

Cependant, quand la prénylation tourne mal, il peut conduire à des maladies comme le cancer, maladies rétiniennes et cardiovasculaires, et les infections virales.

En raison de leur rôle dans ces maladies, les enzymes qui provoquent la prénylation ont été ciblées par de nouveaux médicaments potentiels. Par exemple, des travaux récents dirigés par la Dre Beata Wojciak-Stohard du département de médecine de l'Impériale ont suggéré que la prénylation pourrait être une cible médicamenteuse importante dans l'hypertension artérielle pulmonaire.

Cependant, car les mécanismes de la prénylation sont difficiles à étudier, aucun des médicaments potentiels qui le ciblent directement n'a jusqu'à présent été approuvé à des fins médicales, bien que le ciblage indirect à l'aide de bisphosphonates soit un traitement important de l'ostéoporose.

Comprendre l'interaction

Maintenant, chercheurs dirigés par le professeur Ed Tate, du Département de chimie de l'Impériale, ont développé une nouvelle façon de suivre la prénylation qui n'affecte pas le fonctionnement normal d'une cellule, leur permettant de profiler toute la gamme de prénylation à l'intérieur de la cellule.

Le professeur Tate a déclaré :« Toutes les études précédentes utilisaient des médicaments appelés statines pour supprimer la prénylation et favoriser l'incorporation d'étiquettes chimiques, mais les statines ont des impacts étendus sur les cellules, rendant ces expériences très difficiles à interpréter. Nous avons développé des balises qui fonctionnent non seulement sans statines, mais peut également analyser différentes voies de prénylation en parallèle, ce qui n'était pas possible auparavant.

« Cela nous permet aussi de comprendre pour la première fois l'interaction entre les différentes voies, ainsi que pour obtenir beaucoup plus d'informations sur chacun individuellement, car toute notre puissance d'analyse peut être concentrée sur un à la fois."

L'étude récente, Publié dans Chimie de la nature , décrit deux nouveaux marqueurs chimiques qui peuvent être utilisés pour détecter la prénylation des protéines à l'intérieur des cellules vivantes sans qu'il soit nécessaire de perturber un environnement cellulaire normal. Les nouvelles balises correspondent étroitement aux balises de prénylation naturelles trouvées dans les cellules et sont donc utilisées tout aussi facilement par les enzymes de prénylation.

Pour la première fois, les chercheurs ont pu détecter toute la gamme de protéines prénylées dans les cellules en une seule expérience et découvrir de nouvelles protéines qui n'étaient pas connues auparavant pour être prénylées.

Ils ont également pu observer la commutation entre les voies de prénylation en réponse au traitement avec des médicaments anticancéreux, fournir les premiers aperçus mondiaux de ce processus, ce qui est important pour la résistance aux médicaments.

Aperçu de la maladie

Les protéines prénylées sont connues pour être impliquées dans de multiples voies qui sont perturbées dans un contexte pathologique :un exemple est la choroïdérémie.

La choroïdérémie est une maladie génétique qui entraîne une perte potentielle de la vue. Les patients atteints de choroïdérémie ont une mutation dans un gène codant pour la protéine REP-1, ce qui l'empêche de fonctionner correctement. REP-1 est impliqué dans une voie qui ajoute des balises de prénylation sur d'autres protéines, cependant, sans un REP-1 fonctionnel, ces autres protéines ne sont pas prénylées.

En utilisant les étiquettes chimiques nouvellement développées, Les recherches du professeur Tate ont permis de voir pour la première fois les changements globaux des modèles de prénylation dans un modèle murin de choroïdérémie, et trouver les protéines spécifiques qui ne sont pas prénylées en raison du RAB-1 défectueux. Cette idée pourrait conduire à de nouvelles façons de traiter les patients atteints de choroïdérémie.

Lorsqu'on lui a demandé quelles seront les prochaines étapes de la recherche utilisant les sondes nouvellement développées, Le professeur Tate a déclaré:"Nous aimerions les utiliser pour explorer plus en détail comment les cellules cancéreuses échappent aux inhibiteurs de prénylation et comment nous pourrions surmonter cette résistance."

En outre, le groupe de recherche prévoit d'explorer davantage les fonctions biologiques des protéines prénylées nouvellement découvertes.