La recherche découvre des enzymes essentielles au maintien de la santé cardiaque

La recherche découvre des enzymes essentielles au maintien de la santé cardiaque

Une nouvelle étude a identifié une enzyme qui joue un rôle important dans l'absorption des protéines inutiles ou endommagées dans le cœur – un processus important dans le maintien de la santé cardiaque.

Dans l’étude, les chercheurs ont découvert que de faibles niveaux d’une enzyme appelée peptidase 5 spécifique de l’ubiquitine, ou USP5, entraînaient l’accumulation de protéines dans les cellules du muscle cardiaque et déclenchaient un type de maladie cardiaque appelé cardiomyopathie dilatée chez des modèles animaux.

L'étude a été dirigée par l'Institut Max Planck de recherche sur le cœur et les poumons (MPI HLR) et a impliqué des chercheurs du Randall Center for Cell & Molecular Biophysics du King's College London BHF Centre of Research Excellence. Les résultats ont été publiés dansAvancées scientifiques.

USP5 - forces de protection

Le maintien de l’équilibre des nouvelles protéines et la formation de protéines anciennes ou défectueuses dans le cœur sont importants pour la santé cardiaque. Le corps possède des usines spéciales de gestion des déchets (appelées protéasomes) qui décomposent les protéines lorsqu’elles sont endommagées ou ne sont plus nécessaires. Mais lorsque ce processus se déroule mal, les protéines peuvent s'accumuler et altérer la fonction cardiaque, entraînant ainsi des maladies cardiaques.

Les maladies cardiaques causées par l’accumulation de protéines non fonctionnelles (protéinopathies) sont une cause fréquente d’insuffisance cardiaque. Il n’existe aucun traitement causal pour ces maladies. L’identification de nouvelles voies menant à la cause profonde – l’accumulation de protéines mal repliées – pourrait atténuer bon nombre de ces problèmes. "

Professeur Mathias Gautel, professeur de cardiologie moléculaire à King's et co-auteur de l'étude

Lorsque les protéines sont prêtes à être décomposées, elles sont « marquées » avec un marqueur moléculaire appelé ubiquitine afin de pouvoir être transportées vers le protéasome. Avant que la protéine n’entre dans le protéasome, l’étiquette d’ubiquitine est retenue et cassée pour être réutilisée. USP5 joue un rôle crucial dans le recyclage de l’étiquette ubiquitine afin d’assurer un équilibre entre la génération et la dégradation des protéines.

Dans la recherche de nouvelles approches thérapeutiques, les chercheurs du MPI HLR ont montré que dans des modèles murins, de faibles niveaux d'USP5 provoquent une cardiomyopathie dilatée, une condition dans laquelle une ou les deux cavités du cœur s'agrandissent, réduisant ainsi leur capacité à se contracter.

"En utilisant une manipulation génétique, nous avons spécifiquement désactivé l'USP5 dans les cellules du muscle cardiaque d'animaux adultes. Lorsque l'USP5 manquait, les animaux développaient en conséquence une cardiomyopathie dilatée", article.

"En utilisant l'imagerie par résonance magnétique (IRM), nous avons montré que ces animaux avaient un cœur considérablement hypertrophié et une capacité de pompage considérablement réduite", ajoute Yvonne Eibach, doctorante au MPI HLR et co-auteur principal de l'article.

Les chercheurs ont montré que lorsqu’ils augmentaient les niveaux d’USP5 dans des cultures cellulaires et des modèles murins de cardiomyopathie, les cellules cardiaques étaient débarrassées de la protéine « poubelle ». Les souris présentant des niveaux élevés d'USP5 étaient capables de mieux faire face lorsque leur cœur était soumis à une pression accrue, ce qui est observé dans des conditions telles que l'hypertension artérielle. Ces expériences s'appuient sur l'expertise du laboratoire Gautel dans l'étude des protéines défectueuses impliquées dans les maladies cardiaques.

Une cible thérapeutique potentielle

"Notre étude montre le rôle du recyclage de la chaîne d'ubiquitine dans la cardiomyopathie dilatée, pour laquelle USP5 est essentiel pour la première fois. Nous supposons que la progression de la maladie est lente", explique le professeur Thomas Braun du MPI HLR, auteur principal de l'étude.

Les chercheurs soulignent que des recherches plus approfondies sont nécessaires pour déterminer si l'USP5 pourrait être une cible pour le développement de médicaments. Dans les prochaines étapes, les équipes prévoient d'étudier les mécanismes qui conduisent à la perte de protéine USP5 dans les cardiomyopathies dilatées.

"Si des moyens efficaces et pratiques pouvaient être trouvés pour modifier les niveaux d'USP5 dans les cellules cardiaques, à partir de modèles cellulaires et animaux, cela pourrait ouvrir la voie au développement de nouvelles thérapies contre un large éventail de maladies cardiaques", ajoute le professeur Gautel.

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