La découverte du nouveau mécanisme de signalisation de Piezo1 pourrait aider à la recherche de meilleurs traitements contre la douleur et les démangeaisons
Une protéine tactile ultrasensible appelée Piezo1 est présente dans tout le corps. De nouvelles recherches montrent qu’elle ne fonctionne pas comme nous le pensions. En haut, le capteur tel qu’il apparaît sans stimulation, en bas, la forme aplatie qu’il prend lorsqu’il est déclenché par le toucher. Crédit : Michael Young, laboratoire Grandl
Le sens du toucher est si important que l’on le retrouve partout, et pas seulement sur la peau. Deux minuscules capteurs tactiles, Piezo1 et Piezo2, signalent les pressions les plus légères et surveillent le système circulatoire, indiquant au corps où se trouvent ses membres dans l’espace et même déclenchant une alarme en cas de pression dans la vessie. Mais une nouvelle étude de l’Université Duke montre que Piezo1 fonctionne différemment de ce que tout le monde pensait.
« Grâce au mécanisme que nous avons découvert, nous pouvons dire que ce signal provenant de Piezo est également capté par d’autres protéines, ce qui élargit réellement la manière dont les forces mécaniques sont transmises », a déclaré Jörg Grandl, professeur associé de neurobiologie à Duke. « Il existe d’autres signaux avec lesquels une cellule peut travailler et qu’elle peut mieux comprendre et interpréter. Cela ouvre donc une nouvelle dimension de signalisation. »
La découverte de l’existence et de l’omniprésence de Piezo1 et d’autres capteurs tactiles a fait partie du prix Nobel de physiologie ou médecine 2021 et est devenue un sujet de recherche brûlant. Les scientifiques du monde entier cherchent à mieux comprendre ces éléments cruciaux de la physiologie dans l’espoir de pouvoir développer de nouvelles thérapies contre la douleur et les démangeaisons et une foule d’autres problèmes.
Piezo1 se trouve dans une dépression à la surface de la cellule qui devient plus petite en réponse à une légère pression. Ce mouvement ouvre à son tour un canal dans la protéine pour laisser entrer des ions calcium chargés dans la cellule – un courant électrique – qui signale à la cellule la force avec laquelle elle est touchée.
Cependant, Grandl et la chercheuse postdoctorale Amanda Lewis déclarent dans un nouvel article paru en ligne le 22 juillet dans la revue Neuronece n’est pas tout : Piezo1 peut signaler ses protéines voisines même lorsque le courant électrique ne circule pas dans le canal. Il change suffisamment de forme pour signaler à un autre capteur tactile, un canal potassique appelé TREK1, s’ils sont situés l’un à côté de l’autre sur la membrane cellulaire.
Résumé graphique. Crédit : Neurone (2024). DOI : 10.1016/j.neuron.2024.06.024
« Depuis la découverte des piézos il y a 14 ans, presque partout où une sensation mécanique se produit dans le corps, les gens ont cherché à savoir quelle était la protéine en question », a déclaré Lewis. « Et la réponse est presque toujours qu’il s’agit de piézos. »
Pour voir si la signalisation se produisait simplement à partir d’un changement de forme de Piezo, Lewis et l’étudiante diplômée Marie Cronin ont créé des versions mutées de Piezo1 moins flexibles. Ils ont essayé cela avec des Piezos de mouches à fruits et de souris. En appliquant une légère pression avec un outil de micromanipulation, ils ont mesuré les réponses dans des capteurs aussi éloignés que 50 à 100 nanomètres, la taille de plusieurs protéines.
Après avoir observé cela, ils ont porté leur attention sur l’emplacement de Piezo1 et TREK1 sur la membrane cellulaire et ont découvert qu’ils se trouvent plus proches que ce qui serait possible de manière aléatoire. Fait important, ils ne se lient pas l’un à l’autre pour partager des signaux, mais ils restent proches.
« C’est ce qu’on appelle la “signalisation conformationnelle” », explique Grandl. Il s’agit d’un changement de forme, et non d’un flux d’ions qui envoie le signal. « Ce n’est pas complètement inédit, il existe deux autres canaux ioniques qui ont déjà été décrits pour faire cela. Nous pensons que c’est le troisième, mais il est différent. » Les deux autres signaux conformationnels proviennent de protéines se liant directement au capteur.
La prochaine étape des chercheurs consiste à comprendre comment ce signal conformationnel est transmis de Piezo1 à TREK1. Il implique probablement un changement dans la membrane cellulaire, mais il n’a pas encore été mesuré.
« Je pense que cela élargit notre façon de penser la manière dont les piézos jouent tous ces rôles divers dans le corps », a déclaré Grandl. « On a toujours supposé que la façon dont les piézos régulent la pression artérielle, le toucher léger et la sensation de la vessie passe par leur canal ionique. »
« Chaque nouveau mécanisme biologique découvert ouvre de nouvelles perspectives pour éventuellement l’utiliser comme traitement contre les nombreuses maladies liées à la sensation mécanique », a déclaré Grandl. « Les plus importantes sont la douleur mécanique et les démangeaisons chroniques, qui constituent un énorme problème clinique. »
Plus d’information:
Amanda H. Lewis et al, Les canaux ioniques Piezo1 sont capables de signalisation conformationnelle, Neurone (2024). DOI : 10.1016/j.neuron.2024.06.024
Fourni par l’Université Duke
Citation:La découverte du nouveau mécanisme de signalisation de Piezo1 pourrait aider à la recherche de meilleurs traitements contre la douleur et les démangeaisons (2024, 22 juillet) récupéré le 23 juillet 2024 à partir de
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