Des chercheurs du Centre de régulation génomique (CRG) de Barcelone ont découvert un mécanisme impliquant des ribosomes qui aide le cœur à basculer entre un “mode d’entretien régulier” pour le fonctionnement quotidien et un “mode strengthen d’énergie” qui facilite la récupération pour les hautes – circumstances de demande, y compris les crises cardiaques. Les résultats sont publiés dans un « write-up révolutionnaire » dans la revue Nucleic Acids Study.
Les ribosomes sont les usines moléculaires qui fabriquent les protéines dans toutes les cellules vivantes. Historiquement, ils ont été perçus comme des bêtes de somme simples mais vitales qui n’ont pas la capacité de réguler la fonction d’une cellule. Cependant, il est de plus en furthermore évident que ces unités fondamentales – qui se présentent sous différentes formes – effectuent des tâches spécialisées, qui restent à découvrir.
En utilisant différentes techniques expérimentales et des systems de séquençage de dernière génération, les chercheurs ont découvert que les cardiomyocytes, les cellules responsables de la contraction du cœur, et les cellules musculaires squelettiques, qui sont connectées aux os et essentielles à la force et au mouvement, ont différents kinds de ribosomes par rapport aux tous les autres kinds de cellules du corps.
“Pendant longtemps, nous avons pensé que les ribosomes étaient les mêmes dans chaque cellule du corps humain. Cela en fait des cibles médicamenteuses peu pratiques automobile vous pourriez guérir une partie du corps tout en endommageant de nombreuses autres. L’existence de ribosomes spécialisés et leur spécificité pour les cellules cardiaques et musculaires est un tournant motor vehicle cela signifie qu’il est feasible de développer des médicaments qui ciblent des ribosomes spécifiques dans le but de traiter les maladies cardiovasculaires », explique le Dr Eva Novoa, auteur correspondant de l’étude et chercheur au Centre de régulation génomique.
Les ribosomes sont constitués de protéines. Alors que les ribosomes de la plupart des cellules humaines contiennent la protéine ribosomique L3 (RPL3), les ribosomes des cardiomyocytes et des cellules musculaires squelettiques contiennent la protéine ribosomique de variety L3 (RPL3L). La différence cruciale entre les protéines, qui partagent 77 % de leur séquence d’acides aminés, est leur queue. L’étude montre que les cellules utiliseront exclusivement une protéine ou l’autre. Quelle que soit la protéine finalement utilisée, la queue correspondante dépasse à la surface du ribosome, modifiant sa forme et sa area, ce qui affecte à son tour la façon dont elle se lie à d’autres protéines et récepteurs.
Les chercheurs ont découvert que les ribosomes des cardiomyocytes et des muscle groups squelettiques ne présentaient aucun avantage en termes de synthèse protéique par rapport aux autres ribosomes. Cependant, les chercheurs ont été surpris de constater que l’élimination du gène RPL3L chez la souris montrait à la fois des cardiomyocytes et des cellules musculaires squelettiques créant des ribosomes avec RPL3 à la position. À l’opposé, assommer RPL3 était mortel.
Les chercheurs ont découvert que ce nouveau mécanisme de compensation se produisait également naturellement en réponse à une crise cardiaque ou à un infarctus du myocarde, les cardiomyocytes remplaçant tout leur inventory existant de ribosomes contenant RPL3L par des ribosomes contenant RPL3 à la put. La forme différente des nouveaux ribosomes leur permet d’établir un speak to physique avec les mitochondries, les batteries des cellules, et augmente considérablement la manufacturing d’ATP, la monnaie universelle utilisée pour l’énergie. L’effet a été détecté dans les 6 heures suivant l’infarctus et a culminé après 72 heures.
Ce mécanisme de remplacement des ribosomes se produit également pendant l’hypertrophie cardiaque, une réponse du cœur à une cost de travail accrue qui peut être soit physiologique, comme après un exercice, soit pathologique, because of à une maladie. Les ribosomes contenant RPL3 dans les cardiomyocytes culminent après 96 heures en réponse à l’hypertrophie cardiaque.
L’étude fournit quelques indices sur la raison pour laquelle le cœur et les muscles utilisent RPL3L pour les ribosomes en premier lieu. Les chercheurs ont découvert que le RPL3L n’est présent que dans les ribosomes des cardiomyocytes adultes, alors que les tissus fœtaux utilisent exclusivement le RPL3. Dans le même temps, les souris dépourvues de RPL3L avaient une masse musculaire maigre inférieure à 55 semaines par rapport aux souris atteintes de RPL3L.
“Lorsque nous naissons, nos cœurs ont besoin de beaucoup d’énergie pour se développer. À ce stade, les cardiomyocytes n’expriment que RPL3, ne passant au RPL3L qu’une fois que le cœur est complètement mature. Nous ne savons pas exactement pourquoi, mais les cellules pourraient fabriquer le changer pour affiner l’activité mitochondriale dans des ailments de repos et éventuellement diminuer les niveaux de radicaux libres, des sous-produits dangereux du métabolisme mitochondrial Cela pourrait expliquer comment le cœur équilibre délicatement deux modes différents – l’un où les ribosomes augmentent les niveaux d’énergie et l’autre où le cœur est maintenu en manner routine maintenance », explique le leading auteur de l’étude et doctorant Ivan Milenkovic.
La découverte de ce mécanisme peut être exploitée pour améliorer la santé et la fonction cardiaques, et établit les ribosomes comme une nouvelle frontière pour les stratégies thérapeutiques qui préviennent ou guérissent les dommages au cœur. Les chercheurs étudient maintenant les mécanismes moléculaires additionally en détail pour distinguer l’hypertrophie cardiaque pathologique et physiologique, y compris des expériences d’exercice avec des souris pour évaluer comment la présence ou l’absence de RPL3L dans les cardiomyocytes affecte les performances physiques.