Sciences – Le secret antivieillissement des cellules

Biomécanique. Quelques atomes supplémentaires sur le squelette des cellules les rendent plus souples et augmentent leur durée de vie.
LE MONDE SCIENCE ET TECHNO | 26.04.2017

Les microtubules sont de nature chimique différente. Certaines (en vert) sont plus souples grâce à la présence de quelques atomes supplémentaires.. Ana Joaquina Jimenez/Manuel Théry/CEA Ana Joaquina Jimenez/Manuel Théry/CEA
Le roseau plie mais ne rompt pas. La fable est bien connue et se trouve spectaculairement exprimée dans l’un de nos plus petits constituants élémentaires, la cellule. Petit sac d’une dizaine de micromètres de large, contenant notamment l’ADN, elle est aussi une étonnante et méconnue pépinière à roseaux. Ces derniers, appelés microtubules, sont creux, larges de 25 nanomètres et longs de quelques micromètres.
Par centaines, ils forment un fantastique et précieux réseau, qui sert à la fois de squelette à la cellule pour maintenir sa forme et de voies de transport pour apporter des protéines en divers lieux vitaux de la cellule. Qui plus est, c’est un réseau dynamique, sans cesse capable de couper des ponts à des endroits et d’en reformer ou d’en déplacer à d’autres.
Déjà, des mutations génétiques affectant la synthèse de la tubuline, le composant des microtubules, ont été identifiées comme responsables d’une maladie rare, la lissencéphalie (qui engendre la disparition des sillons du cortex et rend le cerveau lisse). Autre exemple de leur importance, le Taxol, un anticancéreux, tue les cellules en rigidifiant totalement ce réseau. Des chercheurs soupçonnent aussi que certaines dégénérescences cognitives proviennent de dysfonctionnements dans la régulation des microtubules.
Contraintes constantes
D’où l’intérêt que ces roseaux ne rompent pas à la moindre secousse. Or leur vie n’a rien d’une sinécure. Au contact de ses voisines, une cellule se déforme. Elle migre aussi pour réparer un tissu ou pour passer à un autre. A l’intérieur, des « moteurs » tirent sur sa paroi et sur les microtubules en permanence. Les tubes plient donc sans cesse. Une équipe de l’université de Stanford (Californie), du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies renouvelables (CEA) et de l’hôpital Saint-Louis, à Paris, vient de comprendre le secret de la longévité de ces structures sans cesse sous contrainte, qu’ils exposent dans deux articles (Nature Cell Biology du 27 février et Science du 21 avril).
En 2015, ces chercheurs avaient été les premiers à mesurer in vitro la rigidité de ces tubes nanométriques. Un ingénieux système fait passer un courant fluide perpendiculairement à un tube fixé à un support, ce qui permet de le plier à l’envi. Jusqu’à la rupture ou… l’autoréparation. Car ces drôles de molécules sont capables, y compris in vivo, comme cela a été observé, de mobiliser d’autres molécules pour combler des brèches.
Mais ce processus est lent et n’explique pas toujours comment ce squelette résiste aux contraintes. Des biologistes avaient en effet remarqué une autre caractéristique subtile : les microtubules ne sont pas tous identiques chimiquement. Certains ont un groupe de cinq atomes en plus accroché aux tubulines formant les treize filaments qui eux-mêmes s’assemblent en tube. Ces microtubules « décorés » de ces atomes sont plus stables que les autres, malgré les sollicitations mécaniques.
Ce détail a son importance, car il a déjà été montré qu’empêcher cette transformation chimique, dite acétylation, chez des vers ou des souris ne les tue pas mais les prive du sens du toucher ! « La corrélation entre acétylation et stabilité des microtubules était connue et nos travaux montrent désormais un lien de causalité. L’acétylation est ce qui transforme le chêne en roseau, résume Maxence Nachury, de l’université Stanford. A la manière d’une crème antivieillissement, l’addition d’une minuscule modification chimique protège les microtubules contre les ravages subis à la suite d’un stress répété. »
Gain de souplesse
Comment ? En les rendant plus souples, comme le montrent plusieurs de ses expériences in vitro etin vivo. Le mécanisme est subtil. L’acétylation affaiblit les liaisons chimiques entre les treize filaments. Ceux-ci peuvent donc plus facilement glisser les uns sur les autres lorsque le tube complet est plié. Plus souple, il peut ainsi résister plus longtemps aux assauts mécaniques. « Ce très beau travail montre sans doute la première modification de la tubuline qui change le comportement matériel de la ­cellule », salue Carsten Janke, chercheur CNRS à l’Institut Curie.
« L’acétylation a lieu à l’intérieur du tube grâce à une enzyme. Mais comment y entre-t-elle : par les ­extrémités du tube ou par les parois ? », s’interroge Manuel Théry, chercheur au CEA à l’hôpital Saint-Louis, coauteur de ces études. Celles-ci font pencher pour la dernière hypothèse : une sorte de « respiration » du microtubule, dont les parois s’ouvriraient pour faire entrer l’enzyme codécouvert en 2010 par Maxence Nachury.
« Nous avons mis en évidence un très joli lien entre la diversité chimique et mécanique, qui procure à la cellule une grande richesse de fonctions et de comportements », estime Manuel Théry. Les chercheurs se demandent si l’acétylation ne pourrait pas jouer un rôle plus spécifique dans des cellules très sollicitées mécaniquement, comme les cellules cardiaques ou celles des os, qu’elle renforcerait.
« La résistance à la cassure n’est peut-être pas la seule fonction ­physiologique pour laquelle l’acé­tylation est importante, rappelle Annie Andrieux, de l’Institut des neurosciences de Grenoble. Ces microtubules ne sont pas que des rails. Il y a énormément de choses qu’on ignore sur eux ! »

A propos kozett

Deux phénomènes peuvent amener à une manipulation dans la prise en compte des informations par notre conscience : --> Le mirage qui voile et cache la vérité derrière les brumes de la sensiblerie et de la réaction émotionnelle. --> L’illusion qui est une interprétation limitée de la vérité cachée par le brouillard des pensées imposées. Celles-ci apparaissent alors comme plus réelles que la vérité qu’elles voilent, et conditionnent la manière dont est abordé la réalité … A notre époque médiatisée à outrance, notre vigilance est particulièrement requise !
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