Déclencheur photosensible pour la division cellulaire programmée et la mort


Un déclencheur léger pour le protéasome

Cellules traitées avec l’inhibiteur dépendant de la lumière (cytosquelette d’actine en rouge, ADN en bleu) après exposition à la lumière bleue (à droite) et sans activation du de lumière bleue (à gauche). Crédit photo: Esther Zanin

Des chercheurs de l’Université Ludwig Maximilians ont développé un inhibiteur sensible à la lumière qui peut contrôler la cellulaire et la cellulaire – et offre une approche prometteuse pour les études sur les processus cellulaires essentiels et le développement de nouvelles thérapies tumorales.

La capacité de contrôler avec les processus biologiques et chimiques est un élément essentiel de la recherche fondamentale et de la médecine. Dans ce contexte, la lumière est un stimulus attractif car ses effets peuvent être précisément modulés à la fois spatialement et temporellement. Ces propriétés souhaitables sont la raison pour laquelle le développement de molécules contrôlables par la lumière est devenu un objectif si important pour les chimistes biologiques. De tels instruments promettent des contributions importantes à l’élucidation des fonctions cellulaires de base, à une compréhension détaillée des troubles médicaux et au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour lutter contre ces troubles. Un groupe de recherche dirigé par la biologiste cellulaire Esther Zanin du LMU Biozentrum a maintenant développé un inhibiteur chimique sensible à la lumière en collaboration avec le chimiste Henry Dube (qui est passé du LMU à l’Université d’Erlangen-Nuremberg en avril de cette année). Cela leur permet de contrôler deux processus cellulaires de base, la division cellulaire et la mort cellulaire, avec la lumière.

La division cellulaire est un processus important et très complexe. Il est donc soumis à une réglementation stricte pour s’assurer que les cellules ne se divisent qu’au bon moment et sont exemptes d’erreurs. Les cellules défectueuses sont éliminées par mort cellulaire programmée (également appelée «apoptose»). La division cellulaire correcte et l’élimination des cellules défectueuses dépendent d’une machine moléculaire appelée protéasome qui décompose spécifiquement les protéines cellulaires qui sont endommagées ou qui ne sont plus nécessaires.

«Nous avons maintenant modifié un inhibiteur chimique établi et polyvalent du protéosome en y ajoutant un groupe protecteur sensible à la lumière», déclare Zanin. « Ce groupe bloque la fonction aldéhyde réactive de l’inhibiteur et l’empêche de se lier au protéasome. » Dans l’obscurité, l’inhibiteur est donc inactif et le protéasome fonctionne normalement. Cependant, lorsque les cellules sont exposées à la lumière bleue, le groupe protecteur se dissout, permettant à l’inhibiteur d’interagir avec le protéosome et d’inhiber sa fonction. Etant donné que le rayonnement de lumière bleue d’activation peut être ciblé avec précision, l’effet de l’inhibiteur peut être contrôlé très précisément. «De cette manière, nous pouvons arrêter la division des cellules tumorales à un certain stade du processus et déclencher l’apoptose de manière ciblée», explique Zanin.

Elle et ses collègues estiment que le nouvel inhibiteur du protéosome se révélera être un outil précieux pour étudier une variété de processus cellulaires dynamiques – par exemple, dans le contexte du développement, dans lequel les cellules et les tissus subissent des changements radicaux rapides et fréquents dans un court laps de temps et de manière extrêmement serrée. Chambre. En outre, les inhibiteurs de protéosomes ont des utilisations prometteuses comme agents thérapeutiques – par exemple dans le traitement du cancer. «La capacité d’activer spécifiquement ces composés à la fois dans le temps et dans l’espace pourrait les rendre plus efficaces à l’avenir tout en réduisant l’incidence des effets secondaires», déclare Zanin. Cependant, la réalisation de cet objectif nécessite des travaux supplémentaires car l’inhibiteur utilisé dans la nouvelle étude ne convient pas à un usage médical dans sa forme actuelle.


La méthode déclenche la décomposition sélective des protéines pour l’analyse


Plus d’information:
Edgar Uhl et coll. Arrêt et apoptose du cycle cellulaire contrôlé par la lumière, Édition internationale d’Angewandte Chemie (2020). DOI: 10.1002 / anie.202008267

Fourni par l’Université Ludwig Maximilians de Munich

Citation: Déclencheur photosensible pour la division cellulaire programmée et la mort (2020, 30 octobre), consulté le 31 octobre 2020 sur https://phys.org/news/2020-10-light-sensitive-trigger-cell-division-death . html

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