PARKINSON, SLA : Ces protéines gardiennes de l'énergie cérébrale
Ces protéines « gardiennes » de l'énergie cellulaire et protectrices des mitochondries -les mini-centrales énergétiques cellulaires-, pourraient changer la donne dans le traitement de certaines maladies neurologiques, dont la maladie de Parkinson et la sclérose latérale amyotrophique (SLA). La découverte de ce petit groupe de protéines spécifiques, par une équipe de scientifiques de Johns Hopkins Medicine, apporte une pièce au puzzle complexe que constituent la neurodégénérescence et la neuroinflammation.
Les mitochondries, ces petits organites ou sous-unités cellulaires, présentes chez presque toutes les plantes et presque tous les animaux, qui produisent et stockent l'énergie, sont à nouveau impliquées dans le développement des maladies neurodégénérative chronique et progressive, comme la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, et la sclérose latérale amyotrophique (SLA).
Ces travaux s’appuient sur de précédentes recherches visant à comprendre comment les cellules réagissent aux stress, notamment aux pressions externes comme un faible taux d'oxygène et aux stress internes comme un déséquilibre nutritionnel. Ainsi, les scientifiques savent depuis longtemps que lorsque les mitochondries sont trop sollicitées ou endommagées de manière irréparable, elles cessent de fusionner, rétrécissent et se dégradent. Lorsque les mitochondries sont endommagées, les cellules ne sont plus aussi efficaces à produire de l'énergie, et, dans le cerveau, ces cellules stressées peuvent provoquer une neurodégénérescence et une neuroinflammation.
L’étude, menée sur des souris génétiquement modifiées, montre que :
- les cellules déploient différents moyens pour protéger les mitochondries et maintenir leur taille normale ;
- les cellules peuvent réparer les mitochondries en les fusionnant afin de préserver leur matériel génomique et leur production d'énergie ;
- les mitochondries peuvent également se diviser après la croissance pour maintenir leur taille et leur nombre ou pour se séparer des parties endommagées ;
- si les mitochondries deviennent trop grandes, elles cessent de fusionner, empêchant la formation de mitochondries géantes nocives.
Quelle réponse cellulaire aux anomalies mitochondriales ? Les cellules réagissent notamment aux problèmes de contrôle de la taille des mitochondries causés par le stress ou les lésions en activant l'activité de plusieurs protéines : 2 de ces protéines, Parkin et PINK1, sont présentes autour de la membrane des mitochondries et fonctionnent en binôme pour permettre la fusion ou la dégradation des mitochondries.
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Des anomalies de Parkin et PINK1 sont associées à l'apparition de la maladie de Parkinson chez l'Homme.
- une autre protéine liée à la sclérose latérale amyotrophique, OMA1, est également connue pour empêcher la fusion des mitochondries en cas de stress ;
- or, la suppression (ou « invalidation ») de l'un des gènes codant pour les protéines Parkin, PINK1 et OMA1 n'entraîne aucune anomalie chez les souris ni dans leurs mitochondries ;
- si 2 des 3 gènes – Parkin, PINK1 et OMA1 –sont invalidés dans des conditions physiologiques normales, les souris doublement invalidées sont de petite taille et présentent des problèmes de mouvement, ainsi que des mitochondries excessivement fusionnées et surdimensionnées dans les neurones, par rapport aux souris possédant des versions normales des gènes ;
- si un seul gène est inactivé, les autres gènes continuent de réguler la fusion mitochondriale, et les souris ne présentent aucun signe d'hypertrophie ou de dysfonctionnement mitochondrial.
Quelle explication, quelle implication ? Les scientifiques émettent l'hypothèse que la fusion mitochondriale est « à double verrouillage ». Les mitochondries possédant deux membranes, l'inactivation d'un seul des gènes peut désactiver une membrane, mais pas les deux, et les mitochondries peuvent rester relativement saines. Mais ce n’est plus le cas lorsque 2 des gènes sont déficients.
Ces nouvelles informations sur le développement de la maladie de Parkinson suggèrent de nouvelles cibles thérapeutiques voire des thérapies géniques visant à restaurer les protéines gardiennes des mitochondries dans le cerveau.
Source: Nature 19 Feb, 2025 DOI: 10.1038/s41586-025-08590-2 Dual regulation of mitochondrial fusion by Parkin–PINK1 and OMA1
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- Lire aussi : PARKINSON : Quand la protéine α-synucléine s’attaque aux mitochondries
Cette actualité a été publiée le 28/08/2025 par
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