Une nouvelle protéine, baptisée TMEM65, vient d’être identifiée comme un régulateur clé du fonctionnement des mitochondries, les centrales énergétiques des cellules. Cette découverte, réalisée par des chercheurs de l’Université Temple, pourrait ouvrir la voie à de nouveaux traitements contre des maladies telles que l’insuffisance cardiaque et la maladie d’Alzheimer, en permettant de mieux contrôler l’accumulation de calcium dans ces organites.
L’équilibre du calcium au sein des mitochondries est crucial pour la production d’énergie cellulaire et la survie des cellules. Un excès de calcium peut perturber le métabolisme énergétique et entraîner la mort cellulaire, un phénomène particulièrement observé dans des pathologies cardiaques et neurodégénératives. Les chercheurs se concentraient sur l’échangeur sodium-calcium mitochondrial (NCLX), une protéine essentielle à l’élimination du calcium des mitochondries.
« TMEM65 est la première protéine identifiée qui interagit réellement avec NCLX et en régule l’activité », explique le Dr John W. Elrod, titulaire de la chaire WW Smith en médecine cardiovasculaire et directeur fondateur du Aging + Cardiovascular Discovery Center de la Lewis Katz School of Medicine. Cette interaction a été mise en évidence grâce à une technique innovante de marquage à la biotine, permettant de retracer les interactions protéiques au sein des cellules.
Les expériences menées par l’équipe du Dr Elrod ont démontré que l’absence de TMEM65 entraîne une accumulation de calcium dans les mitochondries. Des études sur des modèles murins ont confirmé ce rôle régulateur : des animaux présentant des niveaux réduits de TMEM65 ont développé une perte progressive de leur fonction neuromusculaire, compromettant leur capacité à se déplacer.
Cette découverte est d’autant plus significative que la structure complexe de NCLX rendait difficile l’étude de sa régulation et le développement de thérapies ciblées. « NCLX a une structure très complexe, ce qui a empêché l’étude de sa régulation et entravé les progrès dans le développement thérapeutique », précise le Dr Elrod. La recherche a également montré que l’augmentation de l’activité de NCLX peut avoir des effets bénéfiques non seulement sur l’insuffisance cardiaque et la maladie d’Alzheimer, mais aussi sur certains types de cancer.
Les travaux de la Dre Joanne F. Garbincius, boursière postdoctorale, ont été récompensés en 2024 par le prix de recherche scientifique fondamentale Louis N. et Arnold M. Katz de l’American Heart Association, soulignant l’importance de cette avancée pour la communauté scientifique. Les chercheurs envisagent désormais d’explorer la possibilité de moduler l’activité de TMEM65 pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. « Découvrir comment augmenter ou modifier son interaction avec NCLX pourrait offrir une option de traitement importante pour les patients atteints de maladies impliquant une accumulation de calcium pathogène dans les mitochondries », conclut le Dr Elrod.
« Cette découverte illustre la science transformatrice qui se déroule à l’École de médecine Lewis Katz », a souligné la Dre Amy J. Goldberg, doyenne de l’École de médecine Lewis Katz. « En approfondissant notre compréhension de la fonction mitochondriale, nos chercheurs ouvrent la voie à des traitements innovants qui pourraient avoir un impact profond sur les patients souffrant d’insuffisance cardiaque, de la maladie d’Alzheimer et au-delà. »