Le ciblage de cette enzyme pourrait-il ralentir le vieillissement et les maladies associées?
L'étude d'une enzyme qui empêche les cellules de se diviser pourrait être une avenue fructueuse pour la recherche sur la façon de ralentir le vieillissement et de traiter les maladies liées au vieillissement.
C'est la conclusion à laquelle les chercheurs de l'Université de Kobe au Japon sont arrivés après avoir étudié l'enzyme D-aminoacide oxydase (DAO) et son rôle dans les cellules.
Le DAO métabolise les acides aminés D, qui, contrairement à leurs cousins en image miroir, les acides aminés L, n'ont qu'une faible présence dans la biologie des mammifères.
Pour cette raison, jusqu'à la récente étude, les scientifiques savaient peu de choses sur l'impact du DAO sur le corps.
La nouvelle découverte révèle que, dans le processus de métabolisation des acides aminés D, le DAO produit des espèces réactives de l'oxygène (ROS), qui sont un groupe de molécules instables qui provoquent un stress cellulaire.
Les facteurs de stress tels que les dommages à l'ADN et les ROS provoquent la sénescence des cellules, un état irréversible dans lequel elles ne peuvent plus se répliquer.
La découverte révèle un mécanisme moléculaire qui manquait dans les études précédentes qui ont lié ROS à la sénescence et au vieillissement des cellules.
ROS et sénescence cellulaire
Les ROS sont des acteurs importants dans la biologie du vieillissement et de nombreuses maladies qui ont tendance à augmenter avec l'âge, comme la maladie de Parkinson, la maladie d'Alzheimer, le diabète et de nombreux cancers.
L'étude récente ajoute à une compréhension croissante du rôle des cellules sénescentes dans cette relation.
Entrer dans un état irréversible dans lequel il ne peut plus se diviser et proliférer ne diminue pas nécessairement la capacité de changement et d’influence d’une cellule.
Les premières recherches suggéraient que le principal impact de la sénescence cellulaire sur la biologie humaine impliquait la protection contre le cancer. Confinées à un état sénescent, les cellules dont l'ADN est endommagé ne peuvent pas se multiplier et donner naissance à des tumeurs.
Depuis lors, cependant, des études ont révélé que les cellules sénescentes sont actives dans la réparation des tissus, la cicatrisation des plaies, le développement embryonnaire et le vieillissement.
Un axe majeur de la recherche continue est sur les divers facteurs de stress qui peuvent amener les cellules à entrer dans l'état irréversible.
En outre, il existe un corpus croissant de connaissances sur la façon dont les changements biologiques et les maladies liés au vieillissement impliquent les ROS et la sénescence.
Plonger dans le rôle de DAO
Dans des travaux antérieurs, les chercheurs de l'Université de Kobe avaient découvert que la sénescence déclenche la molécule suppresseur de tumeur p53 et que cela active le gène de la DAO.
Cependant, cette «étude n'a pas pleinement exploré la relation directe entre la DAO et la sénescence», notent-ils.
Dans leur enquête plus récente, les chercheurs ont provoqué la sénescence des cellules cancéreuses en les exposant à de faibles niveaux d'un «médicament anticancéreux qui induit des cassures double brin de l'ADN».
Ils ont cependant découvert que la réduction de l'activité DAO, soit avec des médicaments, soit en faisant taire son gène, réduisait la sénescence et la production de ROS.
Dans une autre expérience, ils ont utilisé un mutant de DAO qui l'a empêché de se comporter comme une enzyme. Cette version de DAO, cependant, n'a pas produit de ROS ni favorisé la sénescence.
L’équipe suggère que cela prouve que c’est la capacité du DAO en tant qu’enzyme à fabriquer des ROS qui lui permet de favoriser la sénescence dans les cellules.
Dans d'autres expériences, les scientifiques ont découvert d'autres voies qui aident DAO à favoriser la sénescence déclenchée par des dommages à l'ADN.
Un facteur clé est le gène transporteur SLC52A1, qui contribue à augmenter les niveaux de la coenzyme flavine adénine dinucléotide (FAD).
DAO a besoin d'un approvisionnement en FAD, et SLC52A1 assure cet approvisionnement en augmentant la disponibilité de la vitamine B-2, un ingrédient de FAD.
Les chercheurs sont prudents quant aux implications de leurs découvertes. Les ROS ne sont pas toujours les méchants: ils peuvent également être bénéfiques pour la santé. Par exemple, de faibles niveaux de ROS peuvent allonger la durée de vie, et le système immunitaire en a besoin pour combattre l'infection.
C'est peut-être la surproduction de ROS qui cause des problèmes et fait pencher la balance vers le stress cellulaire, la maladie et le vieillissement. À cet égard, l'étude identifie un rôle jusqu'alors inconnu du DAO.
Les chercheurs concluent:
«Nos résultats montrent clairement une nouvelle fonction de DAO en tant que promoteur de la sénescence induite par les dommages à l'ADN, qui peut fournir de nouvelles informations sur les rôles des [D] -aminoacides dans divers processus physiologiques et pathologiques, notamment la sénescence, le cancer et le vieillissement.»
