Un nouvel outil chimique mis au point pour la recherche sur les infections
Des chercheurs présentent une nouvelle molécule permettant de visualiser le métabolisme de la sphingomyéline - Cela ouvre des perspectives pour des approches thérapeutiques innovantes
Inclusions de Chlamydia dans des cellules humaines infectées, le dérivé natif de la sphingomyéline dans les corps réticulés non infectieux (cercles jaunes) et le dérivé métabolisé (points verts) dans les corps élémentaires infectieux.
Jürgen Seibel / Universität Würzburg
À la fin du XIXe siècle, le pathologiste allemand Ludwig Thudichum a isolé dans le cerveau des substances grasses (lipides) jusqu'alors inconnues. Il a baptisé cette nouvelle classe de molécules sphingolipides, d'après la créature mythique grecque Sphinx, par respect pour "les nombreuses énigmes qu'elle posait au chercheur".
Depuis lors, on a découvert de nombreuses maladies causées par un métabolisme défectueux des sphingolipides dans le cerveau, notamment la maladie de Fabry et la maladie de Gaucher. Les sphingolipides ont également été associés à des maladies infectieuses, par exemple des infections virales comme Ebola, la rougeole ou Covid-19, ainsi que des infections bactériennes comme Pseudomonas aeruginosa ou Staphylococcus aureus, qui peuvent provoquer des infections de l'oreille moyenne, de la peau et des poumons, ainsi que de nombreuses autres maladies. Dans ces infections, la dégradation de la molécule de sphingomyéline par l'enzyme sphingomyélinase est souvent une étape cruciale. Cependant, il était jusqu'à présent impossible de visualiser l'activité de l'enzyme.
Une nouvelle sonde chimique pour combler cette lacune
Des chercheurs de Würzburg et de Berlin ont réussi à mettre au point un dérivé de la sphingomyéline qui peut être utilisé pour visualiser la distribution de la sphingomyéline et l'activité de la sphingomyélinase dans les processus d'infection.
Les scientifiques font partie du groupe de formation à la recherche 2581 "Métabolisme, topologie et compartimentation des lipides proximaux membranaires et des composants de signalisation dans l'infection", financé par la Fondation allemande pour la recherche (DFG). Dans ce cadre, des chimistes, des physiciens et des biologistes ont collaboré pour synthétiser de nouveaux composés chimiques et tester leur applicabilité dans la recherche sur les infections.
"Les nouvelles molécules sont des sphingomyélines trifonctionnelles basées sur le produit naturel qu'est la sphingomyéline et dotées de trois fonctions supplémentaires. Il était difficile de concevoir de telles molécules, qui soient acceptées par le métabolisme comme leur origine naturelle", explique le professeur Jürgen Seibel, de l'Institut de chimie organique de l'université Julius-Maximilians (JMU) de Würzburg, en Bavière (Allemagne).
Imagerie de la dégradation de la sphingomyéline au cours du développement de la bactérie Chlamydia
Les scientifiques ont démontré la fonction de leurs nouvelles molécules non seulement en déterminant l'activité d'une sphingomyélinase bactérienne à la surface des cellules humaines. Ils ont également visualisé la dégradation de la sphingomyéline dans les cellules humaines au cours d'une infection par la bactérie intracellulaire Chlamydia, connue pour infecter les voies génitales humaines et soupçonnée de contribuer au développement du cancer dans les tissus infectés.
Au sein de leurs cellules hôtes, les chlamydia forment un organite réplicatif appelé inclusion. Les chercheurs ont montré que les inclusions de chlamydia contiennent principalement les formes clivées des sphingomyélines trifonctionnelles. En utilisant la microscopie dite d'expansion et la chimie click, ils ont observé que la proportion de molécules de sphingomyéline métabolisées augmentait au cours de la maturation des particules de Chlamydia non infectieuses en particules infectieuses. En étant capable de visualiser ce processus d'infection, de nouvelles stratégies ciblées contre ces infections peuvent maintenant être développées.
"Ce nouvel outil chimique nous sera certainement très utile et pourra être utilisé dans de nombreux laboratoires", déclare le professeur Seibel. "Notre objectif est de l'utiliser pour identifier de nouvelles stratégies anti-infectieuses ou immunothérapeutiques pour le développement de médicaments qui peuvent être utilisés pour combattre les maladies infectieuses en modulant le métabolisme des sphingolipides.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Marcel Rühling, Louise Kersting, Fabienne Wagner, Fabian Schumacher, Dominik Wigger, Dominic A. Helmerich, Tom Pfeuffer, Robin Elflein, Christian Kappe, Markus Sauer, Christoph Arenz, Burkhard Kleuser, Thomas Rudel, Martin Fraunholz, Jürgen Seibel; "Trifunctional sphingomyelin derivatives enable nanoscale resolution of sphingomyelin turnover in physiological and infection processes via expansion microscopy"; Nature Communications, Volume 15, 2024-8-28
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