Dans le cadre d鈥檜ne 茅tude ayant fait l鈥檕bjet d鈥檜n article publi茅 , une 茅quipe de chercheurs de l鈥橧nstitut et h么pital neurologiques de Montr茅al de l鈥橴niversit茅 平特五不中 compos茅e d鈥橝yumu听Sugiura, de Sevan听Mattie, de Julien听Prudent et de Heidi听M.听McBride, s鈥檈st pench茅e sur les origines d鈥檕rganites appel茅s 芦鈥塸eroxysomes鈥壜�. Les scientifiques ont d茅couvert que cet organite tr猫s important a deux origines, une particularit茅 unique dans le domaine de la biologie cellulaire.
Nous nous sommes entretenus avec Heidi听M.听McBride, auteure principale de l鈥櫭﹖ude, afin d鈥檈n savoir davantage sur cette d茅couverte.
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-听听 Qu鈥檈ntend-on par 芦鈥塸eroxysomes鈥壜�?
Les peroxysomes sont de petits organites limit茅s par une membrane qui se trouvent 脿 l鈥檌nt茅rieur de chaque cellule. On les appelle ainsi, car ils neutralisent le peroxyde cellulaire, tr猫s toxique, pour produire de l鈥檈au. Dans le cadre de cette 茅tude, nous nous sommes pench茅s sur la formation des peroxysomes dans les cellules de mammif猫res, dont les humains. Nous avons fait une d茅couverte 茅tonnante听: les nouveaux peroxysomes prennent naissance sous forme d鈥檕rganites hybrides. Ils proviennent donc de deux sources distinctes, soit le r茅ticulum endoplasmique et les mitochondries.
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-听听 Les peroxysomes ont-ils d鈥檃utres fonctions que la d茅gradation du peroxyde?
En plus de poss茅der des enzymes qui neutralisent le peroxyde, les peroxysomes jouent un r么le essentiel dans la d茅gradation des acides gras complexes. De nombreuses maladies humaines, comme l鈥檃dr茅noleucodystrophie li茅e 脿 l鈥橷, sont caus茅es par des mutations dans cette voie de d茅gradation, o霉 l鈥檕n trouve une accumulation d鈥檃cides gras 脿 tr猫s longue cha卯ne et d鈥檃cides gras ramifi茅s.
Les peroxysomes exercent toutefois des fonctions pr茅cises dans les diff茅rents tissus; ainsi, dans le foie, ils contiennent des enzymes qui produisent la bile, laquelle est transport茅e dans l鈥檌ntestin pour y d茅grader la nourriture. Dans le cerveau, les peroxysomes jouent un r么le essentiel dans la production d鈥檜n lipide protecteur particulier appel茅 plasmalog猫ne, qui constitue pr猫s de 70听pour cent de la gaine de my茅line qui recouvre les neurones. Ce sont donc des organites tr猫s importants qui ont fait l鈥檕bjet de trop rares 茅tudes dans un contexte de maladie.
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- Vous parlez de my茅line, terme souvent associ茅 脿 la scl茅rose en plaques, maladie caract茅ris茅e par la d茅gradation de la gaine de my茅line qui recouvre les neurones. Existerait-il un lien entre la formation des peroxysomes et la scl茅rose en plaques?
Les scientifiques n鈥檕nt pas encore 茅lucid茅 le ph茅nom猫ne par lequel le dysfonctionnement des peroxysomes pourrait contribuer 脿 l鈥檃pparition de maladies neurod茅g茅n茅ratives, particuli猫rement la scl茅rose en plaques caract茅ris茅e par la perte de my茅line et l鈥檈xposition des axones. Nous en sommes 脿 茅tudier le comportement des peroxysomes dans des mod猫les de scl茅rose en plaques afin de d茅terminer si l鈥檃ugmentation de leur nombre pourrait r茅duire la toxicit茅 et contribuer 脿 la reconstruction de la gaine de my茅line. Nos travaux nous permettent de jeter un regard neuf sur la formation et la croissance des peroxysomes, et d鈥檈xplorer des syst猫mes plus complexes intervenant dans la maladie.
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-听听 Existe-t-il des maladies o霉 le r么le des peroxysomes est maintenant connu?
Oui. Il existe de nombreuses maladies rares caract茅ris茅es par l鈥檌mpossibilit茅, pour les peroxysomes, de prendre naissance ou de remplir leur r么le. Ainsi, chez les personnes atteintes du syndrome de Zellweger, les peroxysomes sont carr茅ment absents ou demeurent 芦鈥塿ides鈥壜� et non fonctionnels. Il s鈥檃git d鈥檜ne maladie extr锚mement grave, car les patients ne peuvent produire de my茅line ni de bile.
Leur organisme accumule donc de nombreux m茅tabolites toxiques, comme le peroxyde et les acides gras. L鈥檈sp茅rance de vie de ces malades est tr猫s courte, allant de quelques mois 脿 environ deux ans. Il n鈥檈xiste actuellement aucun traitement contre cette maladie; c鈥檈st pourquoi la recherche sur la biogen猫se peroxysomale pourrait se r茅v茅ler importante pour l鈥櫭﹍aboration de nouvelles strat茅gies th茅rapeutiques.
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-听 Quel est le r么le des mitochondries dans la formation des peroxysomes?
Les mitochondries sont souvent d茅crites comme les 芦鈥塩entrales d鈥櫭﹏ergie鈥壜� des cellules, dans la mesure o霉 elles utilisent l鈥檕xyg猫ne que nous respirons pour transformer le glucose et les lipides en 茅nergie cellulaire. Le r么le des mitochondries est toutefois beaucoup plus complexe. 脌 l鈥檌nstar des peroxysomes, elles interviennent de multiples fa莽ons du point de vue biochimique. Elles partagent certaines fonctions avec ces derniers, dont la d茅gradation des acides gras ainsi que la production de bile dans le foie et de plasmalog猫ne dans le cerveau.
Ces deux types d鈥檕rganites jouent 茅galement un r么le important dans la neutralisation des substances chimiques toxiques. Toutefois, aucune 茅tude avant la n么tre n鈥檃vait permis de mettre en lumi猫re le r么le des mitochondries dans la formation de nouveaux peroxysomes. Nous avons en effet d茅couvert, dans les cellules cutan茅es de patients atteints du syndrome de Zellweger chez qui le nombre de peroxysomes 茅tait diminu茅, que certaines prot茅ines peroxysomales se trouvaient dans les mitochondries et d鈥檃utres, dans le r茅ticulum endoplasmique. Ces prot茅ines se retrouvent ensuite dans de petites v茅sicules membranaires qui sont 茅ject茅es de chaque organite. Lorsqu鈥檈lles fusionnent, les prot茅ines qui se trouvaient dans des organites distincts s鈥檃gglom猫rent pour ensuite former un complexe prot茅ique de plus grande dimension qui agit comme une porte d鈥檈ntr茅e 脿 un grand nombre de prot茅ines et d鈥檈nzymes peroxysomales dans le peroxysome nouvellement cr茅茅.
Nous avons 茅galement observ茅 ce ph茅nom猫ne dans le cas de cellules normales et saines o霉 le nombre de peroxysomes 茅tait grandement diminu茅, ce qui permet de croire qu鈥檌l existe une forme de m茅canisme de d茅tection qui 芦鈥塻ait鈥壜� qu鈥檌l est temps de cr茅er de toutes pi猫ces de nouveaux peroxysomes, ou qu鈥檌l est temps de laisser les peroxysomes existants cro卯tre et se diviser. Le mode de fonctionnement de ce syst猫me de d茅tection dans le cerveau ou d鈥檃utres organes reste 脿 茅lucider et pourrait faire l鈥檕bjet de nos prochains travaux de recherche.
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-听听 Est-il inhabituel pour un organite de poss茅der une nature hybride comme celle des peroxysomes?
Oui! Il s鈥檃git du tout premier exemple d鈥檕rganite hybride dans le domaine de la biologie cellulaire. Les mitochondries et les peroxysomes 茅taient les seuls organites isol茅s et autonomes connus capables de cro卯tre et de se diviser d鈥檈ux-m锚mes. Ces deux organites 茅taient les seuls 脿 poss茅der de telles propri茅t茅s. Les mitochondries听鈥� qui poss猫dent leur propre ADN, vestige de l鈥櫭﹑oque lointaine o霉 elles 茅taient des prot茅obact茅ries听alpha听鈥� conservent la plus grande partie de leur autonomie. Les peroxysomes sont plus complexes, mais on admettait g茅n茅ralement qu鈥檈n plus de leur mode de croissance et de division autonome, ils pouvaient parfois 锚tre g茅n茅r茅s comme un sous-domaine du r茅ticulum endoplasmique. Nos travaux conduisent 脿 une r茅茅valuation compl猫te de ce mod猫le.
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-听 Quelle incidence cette d茅couverte aura-t-elle 脿 l鈥檃venir sur la recherche?
Nous esp茅rons qu鈥檈lle permettra de jeter un nouvel 茅clairage sur cet organite essentiel et n茅glig茅 des chercheurs. Le dysfonctionnement mitochondrial est incrimin茅 dans un nombre sans cesse croissant de maladies, dont la maladie de Parkinson, la scl茅rose en plaques, la maladie d鈥橝lzheimer et le cancer. Compte tenu des liens 茅troits qui existent entre les mitochondries et les peroxysomes, il y a lieu de se demander comment le dysfonctionnement mitochondrial peut influer sur l鈥檃ctivit茅 et la biogen猫se des peroxysomes, et comment ces perturbations peuvent contribuer 脿 aggraver la maladie.
Nos travaux ont soulev茅 de nouvelles questions et il nous faut maintenant mieux comprendre les m茅canismes et les signaux 脿 l鈥檕rigine de la formation de nouveaux peroxysomes ainsi que le r么le de ces derniers dans les maladies rares ou courantes. Nous croyons que ces travaux viendront enrichir consid茅rablement nos connaissances sur la biologie des peroxysomes et qu鈥檌ls nous permettront un jour de lever le voile sur le r么le de ces organites dans la progression des maladies humaines.
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