Les mitochondries sont des organites essentiels responsables de la production d’ATP, la molécule qui stocke l’énergie chimique nécessaire aux processus biochimiques. Considérées comme les descendants lointains de bactéries symbiotiques, chaque cellule humaine abrite des centaines de mitochondries. Avec l’âge, la fonction mitochondriale diminue pour diverses raisons complexes, notamment des dommages, des modifications de l’expression génique affectant les protéines mitochondriales et des dysfonctionnements dans les mécanismes de contrôle qualité de la mitophagie, un processus visant à éliminer les mitochondries endommagées. Bien que plusieurs méthodes aient été proposées pour améliorer la fonction mitochondriale dans les tissus âgés, aucune des méthodes disponibles ne surpasse les effets de l’exercice physique.
Des recherches récentes mettent en avant une approche novatrice pour inciter les mitochondries dans les tissus âgés à mieux fonctionner. Des chercheurs ont réalisé une démonstration de preuve de concept sur des modèles murins de maladies neurodégénératives, montrant une amélioration des fonctions cognitives après traitement. Ils ont découvert que des formes de récepteurs couplés aux protéines G, présents sur les membranes mitochondriales, peuvent être stimulées pour améliorer leur fonction via leurs interactions avec les protéines G présentes à l’intérieur des mitochondries. Les chercheurs ont conçu un récepteur artificiel capable d’être stimulé de manière contrôlée par l’administration d’un médicament à petites molécules, utilisant des souris équipées de ce récepteur pour augmenter la fonction mitochondriale et ainsi réduire la dysfonction liée à l’âge dans les tissus.
La transplantation mitochondriale est une approche en développement pour traiter les maladies liées à l’âge, et il est facile d’imaginer un futur où des mitochondries cultivées sont ingénieusement modifiées avant la transplantation. Des récepteurs artificiels sur ces mitochondries, permettant d’améliorer leur fonction à la demande en réponse à un médicament sûr, pourraient s’avérer très utiles parmi les nombreuses améliorations possibles.
Les maladies neurodégénératives sont caractérisées par une dégradation progressive des fonctions neuronales, entraînant la mort des cellules cérébrales. Les chercheurs ont développé pour la première fois un outil permettant de stimuler temporairement l’activité mitochondriale. Ils ont émis l’hypothèse selon laquelle si cette stimulation entraînait une amélioration des symptômes chez les animaux, cela signifierait que le dysfonctionnement mitochondrial précède la perte de neurones dans le cadre d’une maladie neurodégénérative.
Dans des études antérieures, les équipes de recherche avaient déjà décrit le rôle spécifique des protéines G dans la modulation de l’activité mitochondriale dans le cerveau. Dans cette étude, les chercheurs ont réussi à générer un récepteur artificiel, appelé mitoDREADD-Gs, capable d’activer des protéines G directement dans les mitochondries, stimulant ainsi leur activité. La stimulation de ce récepteur dans le cerveau a conduit à la normalisation de l’activité mitochondriale et des performances mnésiques chez des modèles murins de démence.
De nombreuses pathologies cérébrales impliquent des altérations mitochondriales, mais en raison du manque d’outils adaptés, il est difficile d’établir le rôle causal du dysfonctionnement mitochondrial dans les processus pathophysiologiques. Les protéines G hétérotrimériques sont des régulateurs clés des fonctions cellulaires, présentes dans les mitochondries. Les chercheurs ont alors proposé que l’activation de protéines G stimulatrices mitochondriales puisse rapidement promouvoir l’activité de l’organelle et éventuellement compenser les dysfonctionnements bioénergétiques.
Ainsi, ils ont démontré qu’un récepteur designer ciblé sur les mitochondries, activé exclusivement par des médicaments spécifiques (mitoDREADD-Gs), peut déclencher rapidement des signaux intramitochondriaux, augmentant le potentiel membranaire mitochondrial et la consommation d’oxygène. L’activation in vivo de mitoDREADD-Gs a annulé les altérations de la mémoire chez des souris traitées par cannabinoïdes et dans deux modèles murins de la maladie d’Alzheimer et de la démence frontotemporale. Par conséquent, mitoDREADD-Gs permet d’établir des relations causales entre les mitochondries et les processus biologiques ou pathologiques, représentant ainsi une approche thérapeutique innovante pour les troubles associés à des dysfonctionnements mitochondriaux. Source : https://www.fightaging.org/archives/2025/08/a-novel-approach-to-improve-mitochondrial-function-in-aged-tissues-via-g-proteins/