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Le rôle des protéines mal repliées dans le déclin cognitif : nouvelles perspectives thérapeutiques

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Après la création d’une protéine dans la cellule, celle-ci doit être repliée dans la bonne conformation pour fonctionner correctement. Un ensemble complexe de mécanismes est dédié à la fois à l’atteinte d’un repliement correct et à l’élimination des protéines mal repliées lorsque le processus échoue. La recherche sur le repliement incorrect des protéines se concentre principalement sur les protéines qui forment des agrégats solides lorsqu’elles sont mal repliées, car cette pathologie est évidente et mesurable, notamment dans des conditions telles que la maladie d’Alzheimer et les différentes formes d’amyloïdose. Cependant, il existe de nombreuses autres protéines mal repliées qui restent solubles. Des chercheurs ont noté que des centaines de protéines mal repliées peuvent être trouvées dans le cerveau de rats âgés, suggérant que leur rôle collectif dans la neurodégénérescence est significatif. De nombreuses études ont révélé que le réseau de protéostasie, qui maintient les protéines correctement repliées, est altéré avec l’âge, ce qui implique qu’il pourrait y avoir de nombreuses protéines subissant des modifications structurelles au fil du temps. Dans cette étude, une spectrométrie de masse de protéolyse limitée (LiP-MS) a été employée pour identifier les protéines présentant des variations dans leur structure dans l’hippocampe de rats âgés, avec ou sans déficience cognitive, que les chercheurs ont désignées sous le nom de protéines CASC. Au total, 215 protéines CASC ont été identifiées dans la région CA1 de l’hippocampe. La recherche sur le vieillissement, la démence et les maladies neurodégénératives a depuis longtemps établi un lien entre ces processus pathologiques et le repliement incorrect des protéines. Cependant, l’accent a historiquement été mis sur les protéines formant des amyloïdes ou d’autres agrégats insolubles. Cette étude a ciblé la fraction soluble du protéome hippocampique et a utilisé une méthodologie capable de détecter de manière sensible des changements subtils dans la structure des protéines. Les résultats indiquent que le repliement incorrect des protéines pourrait être une caractéristique plus répandue du déclin cognitif que ce que l’on pensait auparavant, et que bon nombre de ces formes mal repliées persistent sous forme soluble. Cette découverte suggère qu’il pourrait exister des pistes auparavant non identifiées pour des cibles thérapeutiques potentielles et des biomarqueurs diagnostiques pour le déclin cognitif, au-delà du petit sous-ensemble de protéines formant des amyloïdes souvent étudiées. Bien entendu, ces interventions devraient être spécifiques à la conformation, ce qui crée des opportunités et des défis supplémentaires. Source : https://www.fightaging.org/archives/2025/07/protein-misfolding-is-pervasive-in-the-aging-brain/

La réponse mitochondriale aux protéines mal repliées et son impact sur la cellule et l’organisme

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Les protéines constituent la majeure partie des mécanismes complexes à l’intérieur des cellules, jouant des rôles cruciaux dans les assemblages et les interactions cellulaires. La bonne structure des protéines est essentielle, car même si elles sont assemblées correctement à partir d’acides aminés dans un ribosome, cela ne garantit pas qu’elles se plient correctement. Des molécules chaperonnes aident au repliement des protéines, mais un stress cellulaire peut survenir lorsque des protéines mal repliées s’accumulent, ce qui peut entraîner des dysfonctionnements cellulaires et la mort cellulaire. Les cellules réagissent à ce stress par une réponse de protéines mal repliées, qui se concentre souvent sur le réticulum endoplasmique, où la plupart des protéines sont repliées. Les mitochondries, qui ont leur propre génome et peuvent également produire des protéines, peuvent également souffrir de stress dû à des protéines mal repliées et déclencher une réponse. Cette réponse mitochondriale n’est pas seulement bénéfique pour les mitochondries elles-mêmes, mais affecte aussi d’autres parties de la cellule et même d’autres tissus dans le corps. En effet, la plupart des gènes mitochondriaux ont migré vers le noyau cellulaire au cours de l’évolution, et les réponses au stress cellulaire peuvent avoir des effets bénéfiques à distance. Les mécanismes de surveillance des protéines, comprenant un réseau complexe de chaperonnes et de dégradation protéolytique, maintiennent l’homéostasie des protéines, ce qui est essentiel pour la santé cellulaire. Cependant, l’efficacité de ces mécanismes diminue avec l’âge, entraînant une accumulation de protéines mal repliées, d’oligomères toxiques et d’agrégats de protéines, ce qui peut causer des maladies neurodégénératives. Les mitochondries, issues d’événements d’endosymbiose, sont centrales dans le métabolisme cellulaire et la production d’énergie. Des mécanismes sophistiqués de contrôle de la qualité et de renouvellement des protéines dans les mitochondries sont nécessaires pour maintenir leur intégrité. En cas de stress, une voie de signalisation rétrograde, connue sous le nom de réponse mitochondriale aux protéines mal repliées (UPRmt), est activée pour communiquer le stress mitochondrial au noyau et induire l’expression de gènes de protéases et de chaperonnes, formant ainsi un mécanisme protecteur. En somme, l’UPRmt non seulement agit au sein des cellules, mais déclenche également une activation conservée non autonome entre les cellules, où le stress mitochondrial dans un tissu défini engendre une réponse systémique affectant des organes distants. Les recherches récentes se concentrent sur les mécanismes moléculaires de l’UPRmt, notamment chez des organismes modèles comme le Caenorhabditis elegans et chez les mammifères, ainsi que sur les effets de l’activation de l’UPRmt sur le métabolisme et la longévité des organismes. Source : https://www.fightaging.org/archives/2025/04/reviewing-the-effects-of-the-mitochondrial-unfolded-protein-response/