La Dystrophine, un mastodonte très agile !

Publié par Adrien le 07/11/2015 à 00:00
Source: CNRS-INSB
Une collaboration pluridisciplinaire entre quatre équipes de recherche britanniques et françaises a permis d'observer pour la première fois, au sein du muscle vivant et en temps réel, les mouvements de la protéine Dystrophine dont le défaut est impliqué dans certaines myopathies. La révélation d'une mobilité inattendue de la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs...) pose les bases expérimentales nécessaires à l'étude in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine...) des formes alternatives (Alternatives (titre original : Destiny Three Times) est un roman de Fritz Leiber publié...) de Dystrophine pouvant servir à d'éventuelles thérapies géniques. Cette étude est publiée dans la revue eLIFE.

Les dystrophies musculaires liées à l'absence de Dystrophine, dont les myopathies de Duchenne et de Becker, sont pour le moment incurables et certaines sont létales. La thérapie génique (La thérapie génique est une stratégie thérapeutique qui consiste à faire...) pour traiter les patients atteints de dystrophie musculaire fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) d'efforts internationaux intenses. Cependant, les résultats sont mitigés car la taille extrêmement grande de cette protéine rend techniquement difficile son transfert dans le muscle (Les muscles sont une forme contractile des tissus des animaux. Ils forment l'un des quatre types...) des patients et des formes plus courtes ont été testées.


Figure: Une nouvelle dynamique de Dystrophine à la membrane. La Dystrophine est présente sous trois formes: cytoplasmique (marron), attachée mobile (bleu) et attachée stable (vert). Le passage de l'état cytoplasmique à l'état attaché mobile (flèches pleines), limité par la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de...), se fait en l'espace de quelques secondes. La Dystrophine à l'état attaché stable reste liée à la membrane au minimum quelques minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un...). Les flèches pointillées représentent trois mécanismes possibles aboutissant à la formation du complexe stable: via une forme attachée mobile, directement depuis la forme cytoplasmique, par attachement à la membrane dès la synthèse protéique via une localisation de l'ARN proche de la membrane. Ces trois possibilités ne sont pas mutuellement exclusives.
© Fernanda Bajanca

Dans le but de mieux comprendre le fonctionnement de la Dystrophine, des chercheurs du King's College London, de l'University of Surrey, du Laboratoire Biothérapies des Maladies Neuromusculaires à Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Versailles et du Centre de Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant....) du Développement à Toulouse, ont couplé la protéine humaine à un fluorophore avant de l'introduire dans le muscle du poisson-zèbre. Ce modèle biologique a été choisi pour sa transparence (Un matériau ou un objet est qualifié de transparent lorsqu'il se laisse traverser par la...) permettant ainsi de visualiser la Dystrophine au travail au sein du muscle. Les mouvements de la Dystrophine ont pu être observés grâce au développement d'une nouvelle stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie...) d'analyse des données (L’analyse des données est un sous domaine des statistiques qui se préoccupe de la...) fournies par la technique de FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching) qui permet de mesurer la diffusion et la liaison des protéines au sein des cellules. La protéine apparait beaucoup plus mobile qu'attendu pour une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui...) de cette taille. En effet, Dystrophine, avec son poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) de 430 kDa, est un mastodonte (Mastodonte est un terme ambigu en français. Les mastodontes sont des proboscidiens vivant au...) que l'on imaginait rester de manière permanente à la membrane des cellules musculaires pour en assurer l'intégrité au cours des cycles de contraction-relaxation. L'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) réel a permis de démontrer que certaines molécules de Dystrophine s'attachent et se détachent rapidement de la membrane des cellules musculaires. Ce résultat inattendu pose de nombreuses questions. Cette dynamique est-elle liée à la fonction structurelle de la Dystrophine ? Traduit-elle une fonction jusque-là insoupçonnée ?

Les informations nouvelles apportées par cette étude sur la physiologie (La physiologie (du grec φύσις, phusis, la nature, et...) de la Dystrophine permettent d'établir un protocole expérimental pour tester la dynamique des différentes formes courtes de Dystrophine, directement dans les cellules musculaires, avant d'éventuels tests en thérapie (Une thérapie est un ensemble de mesures appliquées par un thérapeute à une...) génique. Ceci permettra également de mieux comprendre le rôle des différents domaines de la Dystrophine et de leur influence sur sa dynamique au sein des cellules. Il deviendra ainsi possible de mieux saisir le lien entre les différentes mutations connues de la Dystrophine et les divers degrés de sévérité de la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal...) observés chez les patients.
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