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Cellules, Cellules immunitaires, Choc septique et métastases, trouver les coupables

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Comment les cellules et les cellules immunitaires du corps humain peuvent-elles réagir rapidement aux changements physiques et chimiques de leur environnement ?

Bien que les mutations génétiques puissent modifier les propriétés d’une cellule, des mécanismes non génétiques peuvent entraîner une adaptation rapide, dans un processus largement appelé plasticité cellulaire. La plasticité cellulaire est impliquée dans des processus biologiques fondamentaux dans santé et la maladie. Par exemple, les cellules tumorales peuvent passer d’un état hautement prolifératif à un état plus invasif, et ainsi favoriser la métastase cancéreuse. D’autre part, pendant l’inflammation, les cellules immunitaires peuvent se transformer en cellules qui exécutent une réponse inflammatoire et favorisent la réparation des tissus. Une inflammation incontrôlée qui devient incontrôlable peut entraîner des lésions tissulaires et, finalement, un choc septique.

Un groupe de l’Institut Curie à Paris a maintenant trouvé un nouveau coupable de ces processus au niveau moléculaire ; travaux publiés récemment dans la revue scientifique Nature.

Les chercheurs ont découvert que les cellules responsables de la formation de métastases ou les cellules immunitaires impliquées dans l’inflammation et le choc sceptique avaient des quantités accrues de cuivre, responsable des modifications de la plasticité cellulaire. Fait intéressant, le cuivre est absorbé par les cellules via une protéine appelée CD44 et l’acide hyaluronique, également connu pour être un ingrédient de nombreux produits de beauté. Il y avait déjà la preuve de l’absorption de métal par CD44 dans les cellules cancéreuses par l’équipe de recherche, publiée précédemment dans la revue Chimie naturelle. Le CD44 est une protéine largement étudiée depuis des décennies et présente dans de nombreux types de cellules, notamment les cellules du système immunitaire, les cellules cancéreuses, les cellules impliquées dans la cicatrisation des plaies, les cellules progénitrices des globules rouges et bien d’autres. Les scientifiques ont montré que le cuivre capté par le CD44 s’accumule dans les mitochondries des cellules, organites responsables de la production d’énergie.

Illustration : maquette de l’étude. Crédit image : Institut Curie

D’autres travaux de police pour enquêter sur les processus fondamentaux ont conduit à la découverte que le cuivre contrôle le métabolisme dans ces mitochondries, c’est-à-dire qu’il a des effets directs sur la production d’énergie de la cellule. Cela modifie à son tour les niveaux de molécules appelées métabolites, qui influencent la façon dont les gènes sont lus dans la cellule. En particulier, les niveaux de NAD(H) ont été affectés, qui sont l’un des métabolites les plus connus et les plus importants connus dans les cellules humaines. En bref, ces changements ont un effet sur ce que la cellule peut faire et ressembler et affectent sa fonction.

En outre, les scientifiques ont développé une nouvelle petite molécule semblable à un médicament, basée sur la metformine, un médicament antidiabétique, qui peut bloquer ces processus en se liant et en inactivant ce cuivre. Cela influence alors la production d’énergie de la cellule et finalement sa fonction. Dans le contexte des cellules immunitaires, les chercheurs pourraient ainsi obtenir des cellules immunitaires moins agressives et atténuer l’inflammation dans des modèles murins. Ce nouveau prototype de médicament pourrait sauver des souris d’un choc septique.

Les chercheurs Raphaël Rodriguez, Stéphanie Solier et Sebastian Müller. Crédit image : Beloncle Frank/Institut Curie.

Mais ce n’était pas tout. L’étude a également montré que ces processus fondamentaux sous-jacents à l’inflammation se retrouvent également dans le cancer, plus précisément dans des événements moléculaires pouvant déclencher la formation de métastases ! Ainsi, cette approche pourrait potentiellement être adoptée pour lutter contre les métastases. Étant donné que plus de 11 millions de personnes meurent chaque année d’un choc septique dans le monde et que 90 % des décès par cancer sont dus à des métastases, il y a maintenant un grand espoir que cela puisse être développé en de nouveaux médicaments, qui pourraient aider de nombreux patients à l’échelle mondiale.

Dans l’ensemble, cette étude est maintenant très prometteuse, tant au niveau de la recherche fondamentale moléculaire que des applications cliniques potentielles. Cela pose également la question de savoir quelle quantité de cuivre est bonne pour nous ?

Source : Institut Curie

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