L'équilibre redox peut aider à recenser des biomarqueurs diagnostiques neufs pour vieillir, procédés neurodegenerative

La question de pourquoi nous vieillissons est l'une des questions les plus fascinantes pour l'humanité, mais rien près d'une réponse satisfaisante a été trouvée jusqu'à présent. Les scientifiques au für de Leibniz-Institut Molekulare Pharmakologie à Berlin ont maintenant pris une mesure plus près d'apporter une réponse. Ils ont entrepris une étude dans laquelle, pour la première fois, ils ont prouvé qu'un certain endroit de la cellule, le soi-disant réticulum endoplasmique, détruit son pouvoir oxydant dans l'âge avancé. Si cette élixir de durée est détruite, beaucoup de protéines peuvent plus ne mûrir correctement. En même temps, les dégâts oxydants s'accumulent dans un autre endroit de la cellule, le cytosol. Cet effet était précédemment inconnu et ouvre maintenant une compréhension neuve du vieillissement, mais également des maladies neurodegenerative telles qu'Alzheimer ou Parkinson.

Chaque cellule se compose de différents compartiments. L'un d'entre eux est le réticulum endoplasmique (ER). Ici, protéines qui sont alors sécrétées par exemple dans la circulation sanguine, telle que l'insuline ou les anticorps du système immunitaire, matures dans un environnement oxydant. Un type de contrôle qualité, soi-disant homoeostasis redox, s'assure que le milieu oxydant est mis à jour et des ponts en bisulfure peut former. Les ponts en bisulfure forment et stabilisent la structure des protéines en trois dimensions et sont ainsi essentiels pour un fonctionnement correct des protéines sécrétoires, par exemple ceux qui émigrent dans le sang.

Équilibre projeté hors du reste

Les scientifiques au für de Leibniz-Institut Molekulare Pharmakologie à Berlin ont maintenant montré, pour la première fois, que l'ER détruit son pouvoir oxydant dans l'âge avancé, qui change de vitesse équilibre réducteur/de oxydation - redox pour faire court - en ce compartiment. Ceci mène à un déclin dans la capacité de former les ponts en bisulfure qui sont si importants pour le repliement des protéines correct. Par conséquent, beaucoup de protéines peuvent plus ne mûrir correctement et devenir instables.

Bien que, on l'ait déjà su que la protéine accrue misfolding se produit avec l'étape progressive du vieillissement, on ne l'a pas connu si l'équilibre redox est affecté. De même, on ne l'a pas su que la perte de pouvoir oxydant dans l'ER affecte également l'équilibre en un autre compartiment de la cellule : à l'envers, à savoir, le cytosol autrement réducteur de protéines devient plus s'oxydant pendant le vieillissement, qui aboutit à la protéine les dégâts oxydants connus tels ceux a entraîné par le desserrage des radicaux libres.

« Jusqu'à présent, il a été complet peu clair ce qui se produit dans le réticulum endoplasmique pendant le processus de vieillissement. Nous avons maintenant réussi à répondre à cette question, » dit M. Janine Kirstein, le premier auteur de l'étude, qui a été publiée dans EMBO Journal*. En même temps, les scientifiques pouvaient prouver qu'il y a une forte corrélation entre le homoeostasis de protéine et l'équilibre de redox. « C'est absolument neuf et nous aide à comprendre pourquoi les protéines sécrétoires deviennent instables et détruisent leur fonctionnement dans l'âge avancé et après tension. Ceci peut expliquer pourquoi la réaction immunitaire baisse pendant que nous vieillissons, » le biologiste explique davantage.

La tension a les mêmes effets que le vieillissement

Les chercheurs ont également expliqué le déclin du milieu oxydant de l'ER après tension. Quand ils ont synthétisé les fibrilles de protéine amyloïde dans la cellule, qui entraînent les maladies telles qu'Alzheimer, Parkinson ou maladie de Huntington, elles règlent la même cascade en mouvement. Indépendamment de ceci, elles pouvaient prouver que les amyloïdes qui sont synthétisées dans un certain tissu également exercent des effets négatifs sur l'équilibre redox en un autre tissu dans le même organisme. La « tension de protéine mène aux mêmes effets que le vieillissement, » explique Kirstein. « Nos découvertes sont ainsi non seulement intéressantes quant au vieillissement, mais également au sujet des maladies neurodegenerative telles qu'Alzheimer. »

Pour leurs expériences, l'équipe de recherche a employé les nématodes - un système modèle déterminé pour des processus de vieillissement vérifiants à un niveau moléculaire. Puisque le nématode est transparent, les chercheurs pouvaient utiliser les détecteurs basés sur fluorescence afin de mesurer l'oxydation dans les différents compartiments de cellules. Il était ainsi possible de suivre avec précision dans le nématode vivant comment les modifications redox de condition avec l'âge de avancement. De plus, l'influence de la totalisation de protéine sur l'homéostasie redox a été vérifiée en cellules cultivées d'origine humaine. Les caractéristiques étaient entièrement compatibles avec ceux du nématode.

Utilisant les découvertes pour recenser des biomarqueurs diagnostiques neufs

« Nous avons gagné beaucoup d'analyse, mais avons également appris que le vieillissement est beaucoup plus complexe que précédemment assumé, » charge le biologiste Kirstein. Ainsi, par exemple, le mécanisme de la transduction du signal de la tension de repliement des protéines à l'équilibre redox - dans la cellule d'un compartiment à l'autre et également entre deux tissus différents - demeure complet peu clair.

Cependant, la recherche du vieillissement a fait un pas en avant important en raison des découvertes de Berlin, en particulier puisqu'elle promet un avantage pratique. L'équilibre redox peut servir comme base des biomarqueurs neufs pour diagnostiquer le vieillissement et les procédés neurodegenerative à l'avenir. Janine Kirstein : « L'approche est moins pour être utile pour des buts thérapeutiques actuellement, mais le développement des outils de diagnostic est certainement concevable. »

Source:

Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie