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Jul 31, 2023

Les antioxydants des mitochondries protègent les cellules de la mort

Résumé : L'enzyme STARD7 aide à transporter la coenzyme antioxydante Q de la

Résumé:L'enzyme STARD7 aide à transporter la coenzyme Q antioxydante des mitochondries à la surface cellulaire.

Source:Institut Max Planck

Les antioxydants sont souvent annoncés comme une panacée en matière de nutrition et proposés sous forme de compléments alimentaires. Cependant, notre corps produit également lui-même de tels piégeurs de radicaux, dont l'un est la coenzyme Q.

Des chercheurs de l'Institut Max Planck pour la biologie du vieillissement à Cologne, en Allemagne, ont découvert comment la substance, qui est produite dans nos mitochondries, atteint la surface cellulaire et protège nos cellules de la mort.

La coenzyme Q est un antioxydant essentiel pour notre corps. Une carence en coenzyme Q entraîne des maladies graves telles que le syndrome de Leigh - une maladie héréditaire dans laquelle certaines régions du cerveau sont touchées et, entre autres, une faiblesse musculaire peut survenir.

Une carence en coenzyme Q est également l'un des premiers signes du vieillissement et peut survenir dès le début de la vingtaine. Mais pourquoi ne pouvons-nous pas simplement absorber cette substance avec notre nourriture ?

"La coenzyme Q est une molécule hautement hydrophobe que notre corps absorbe très peu des aliments", explique Soni Deshwal, scientifique à l'Institut Max Planck pour la biologie du vieillissement et auteur principal de l'étude. Mais c'est aussi un problème dans nos cellules que la coenzyme Q ne soit pas soluble dans l'eau.

L'antioxydant est formé dans les mitochondries et doit traverser l'intérieur cellulaire aqueux appelé cytoplasme jusqu'à la surface des cellules afin de neutraliser les espèces lipidiques oxydées.

"Grâce à nos recherches, nous avons maintenant pu identifier les protéines impliquées dans le transport de la coenzyme Q des mitochondries à la surface cellulaire", explique Deshwal.

Les chercheurs ont découvert qu'une enzyme appelée STARD7 aide à transporter la coenzyme. Cette protéine n'est pas seulement localisée dans les mitochondries, mais aussi à l'intérieur du cytoplasme.

"Les mitochondries transportent activement la coenzyme Q à la surface cellulaire pour protéger les cellules de la mort cellulaire. C'est comme si les mitochondries délivraient des pansements à la surface pour protéger la cellule", explique Deshwal.

"Cela montre à nouveau que les mitochondries ne sont pas seulement importantes en tant que fournisseur d'énergie pour nos cellules, mais jouent également un rôle régulateur crucial."

A terme, les chercheurs espèrent qu'une compréhension précise de ce processus de transport permettra de délivrer la Coenzyme Q dans les cellules des patients atteints et ainsi d'offrir une nouvelle approche thérapeutique pour des maladies comme le syndrome de Leigh.

Auteur:Maren BerghoffSource:Institut Max PlanckContact:Maren Berghoff – Institut Max PlanckImage: L'image est créditée à MPI f. Biologie du vieillissement/ S. Deshwal

Recherche originale : Accès libre. "Les mitochondries régulent le transport intracellulaire de la coenzyme Q et la résistance ferroptotique via STARD7" par Soni Deshwal. Biologie Cellulaire Nature

Abstrait

Les mitochondries régulent le transport intracellulaire de la coenzyme Q et la résistance ferroptotique via STARD7

La coenzyme Q (ou ubiquinone) est un lipide redox-actif qui sert de transporteur universel d'électrons dans la chaîne respiratoire mitochondriale et d'antioxydant dans la membrane plasmique limitant la peroxydation lipidique et la ferroptose.

Les mécanismes permettant la distribution cellulaire de la coenzyme Q après synthèse au sein des mitochondries ne sont pas compris.

Ici, nous identifions la protéine de transfert des lipides cytosoliques STARD7 comme un facteur critique du transport intracellulaire de la coenzyme Q et un suppresseur de la ferroptose.

La double localisation de STARD7 dans l'espace intermembranaire des mitochondries et du cytosol lors du clivage par la protéase rhomboïde PARL assure la synthèse de la coenzyme Q dans les mitochondries et son transport vers la membrane plasmique.

Alors que le STARD7 mitochondrial préserve la synthèse de la coenzyme Q, la fonction de phosphorylation oxydative et la morphogenèse des crêtes, le STARD7 cytosolique est nécessaire au transport de la coenzyme Q vers la membrane plasmique et protège contre la ferroptose.

Un variant de la coenzyme Q entre en compétition avec la phosphatidylcholine pour se lier à STARD7 purifié in vitro. La surexpression de STARD7 cytosolique augmente la résistance ferroptotique des cellules, mais limite l'abondance de coenzyme Q dans les mitochondries et la croissance des cellules respiratoires.

Nos résultats démontrent ainsi la nécessité de coordonner la synthèse de la coenzyme Q et la distribution cellulaire par le traitement STARD7 médié par PARL et d'identifier PARL et STARD7 comme des cibles prometteuses pour interférer avec la ferroptose.