“Les mitochondries sont le centre associé à l’univers pour moi”, a déclaré le spécialiste UVA Zhen Yan. Pointage de crédit : Instituts nationaux associés à la santé
Un spécialiste de l’exercice de haut niveau à l’Université de Virginia School of Medicine a révélé comment notre corps assure le bon fonctionnement des centrales électriques de nos cellules. Les résultats particuliers pourraient ouvrir la porte à de meilleurs remèdes pour de nombreuses maladies courantes, y compris Alzheimer et le diabète.
La nouvelle étude menée par Zhen Yan et ses collègues de l’UVA révèle comment nos problèmes de détection du matériel cellulaire et la gestion de la qualité sur les « batteries » cellulaires appelées mitochondries. Yan a passé plusieurs années à chercher à mieux se familiariser avec le fonctionnement des mitochondries, et il qualifie cette toute nouvelle découverte de la plus intéressante de sa profession.
“Les mitochondries seraient le centre du monde pour moi, car en fait, toutes les cellules de notre corps dépendent des mitochondries pour la fabrication d’énergie et doivent avoir le système à l’épreuve des balles pour garantir que les centrales fonctionnent correctement”, a déclaré Yan, le réalisateur du centre destiné à Étude sur les muscles squelettiques au Robert M. Berne Cardio Research Center de l’UVA. « Les maladies chroniques – également appelées maladies non transmissibles – telles que le diabète, la défaillance du centre et la maladie d’Alzheimer qui influencent catastrophiquement tant d’individus, de familles, ainsi que toute la société, résultent de problèmes de mitochondries dans les cellules. ”
Capteurs d’effort
La grande équipe de Yan a découvert des capteurs particuliers sur la membrane externe entourant les mitochondries particulières dans divers tissus chez les souris et les humains. Ces détecteurs détectent les « tensions énergétiques », telles que celles causées par l’exercice ou même le jeûne, et la transmission des mitochondries endommagées à dégrader et à supprimer. Cet important processus de nettoyage est appelé « mitophagie », et son existence a été recommandée pour la première fois il y a plus de 100 ans. Mais comment les fonctions n’ont jamais été pleinement reconnues. La nouvelle étude de Yan propose des solutions recherchées depuis longtemps.
Les grands collègues de Yan ont découvert comment les capteurs mitochondriaux, appelés « mitoAMPK », peuvent être trouvés sous des formes légèrement différentes dans différents tissus. Par exemple, un type semblait particulièrement énergique dans le tissu musculaire squelettique. Dans un nouvel article technologique décrivant leurs propres découvertes, les scientifiques décrivent la variété de détecteurs comme « d’une complexité inattendue. ” Ils expliquent comment ces types de capteurs fournissent un système de contrôle des dommages important qui protégera notre approvisionnement en énergie mobile.
Une conclusion de l’étude que Yan trouve extrêmement intéressante : traiter des souris avec de la metformine, le médicament antidiabétique de première intention le plus efficace, déclenche la mitoAMPK dans les muscles squelettiques sans initier l’AMPK dans les autres zones des cellules. La conclusion particulière est la meilleure représentation de l’importance d’initier la mitoAMPK et le contrôle de la qualité mitochondriale dans le traitement d’une maladie persistante commune qui est connue pour être causée par une accumulation associée à des mitochondries dysfonctionnelles dans notre corps. Cela explique aussi exactement pourquoi l’exercice régulier est si efficace pour prévenir et traiter ces maladies.
Les nouvelles informations acquises dans le contrôle de la qualité mitochondriale peuvent stimuler les efforts pour développer de nouveaux traitements relatifs aux maladies non transmissibles qui ont atteint des ratios pandémiques et sont estimées à l’origine de 71% des décès.
Yan, qui fait partie de la division de cardiologie de l’UVA, dit qu’il sera probablement important pour les médecins de mieux comprendre comment des maladies spécifiques interfèrent avec la fonctionnalité mitochondriale. Et ses nouveaux résultats ont ouvert la voie à cela.
“Nous avons développé des versions génétiques pour identifier les étapes importantes de l’activation de mitoAMPK et sommes sur cette voie pour découvrir les molécules miracles gérées par mitoAMPK”, a déclaré Yan. « Les résultats nous ont tous beaucoup appris sur l’excellent programme de capteurs dans notre corps. La société moderne devrait certainement tirer parti de ces types de découvertes pour promouvoir des séances d’entraînement de routine pour la prévention de la santé et de la condition physique et créer des médicaments efficaces mimétiques de l’exercice. ”
Résultats publiés
Les chercheurs ont publié leurs découvertes dans la revue technologique PNAS . L’équipe d’enquête était composée de Joshua C. Drake, Rebecca J. Wilson, Rhianna C. Laker, Yuntian Guan, Hannah L. Spaulding, Anna T. Nichenko, Wenqing Shen, Huayu Shang, Maya V. Dorn, Kian Huang, Mei Zhang, Aloka B. Bandara, Matthew H. Brisendine, Jennifer A. Kashatus, Poonam R. Sharma, Alexander Young, Jitendra Gautam, Ruofan Cao, Horst Wallrabe, John A. Chang, Jordan Wong, Eric Mirielle. Desjardins, Simon Le. Hawley, George L. Christ, David Farreneheit. Kashatus, Clint D. Miller, Matthew L. Wolf, Ammasi Periasamy, Gregory R. Steinber, D. Grahame Hardie et Yan.
Référence : 8 sept 2021, Actes de l’Académie nationale des sciences .
DOI : 10. 1073/pnas. 2025932118
L’étude a été financée simplement par les instituts nationaux associés aux subventions de santé R01-AR050429, R00-AG057825, R01-AG067048 plus T32 HL007284-37 ; Bourse postdoctorale de la United States Heart Association 14POST20450061 plus bourse 114PRE20380254; Fondation des Instituts canadiens de recherche sur le mieux-être Don 201709FDN-CEBA-116200; Prix du chercheur sur le diabète en Amérique du Nord DI-5-17-5302-GS ; et un siège de recherche du Canada de niveau 1 et le siège doté J. Bruce Duncan en maladies métaboliques. Dans le cadre de leur fonction, les chercheurs ont utilisé un microscope FLIM-FRET multiphotonique UVA Naseweis Center Zeiss 780 et confocal Leica SP5X pris en charge par le NIH.
