La recherche de l’Université d’Osaka met en valeur le rôle essentiel de la protéine HKDC1 dans la préservation des mitochondries et des lysosomes, prévenant ainsi le vieillissement cellulaire et les maladies associées. Cette découverte ouvre la voie à de nouvelles approches thérapeutiques potentielles pour les affections liées au vieillissement. Crédit : Issues.fr.com
Des chercheurs de l’Université d’Osaka ont identifié une protéine appelée HKDC1, essentielle au maintien de deux structures subcellulaires, les mitochondries et les lysosomes, empêchant ainsi la sénescence cellulaire.
Tout comme des organes sains sont essentiels à notre bien-être, les organites sains sont essentiels au bon fonctionnement de la cellule. Ces structures subcellulaires effectuent des tâches spécifiques au sein de la cellule, par exemple les mitochondries alimentent la cellule et les lysosomes maintiennent la cellule en ordre.
Percée dans la compréhension de la maintenance des organelles
Bien que les dommages causés à ces deux organites aient été liés au vieillissement, à la sénescence cellulaire et à de nombreuses maladies, la régulation et le maintien de ces organites restent mal compris. Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université d’Osaka ont identifié une protéine, HKDC1, qui joue un rôle clé dans le maintien de ces deux organites, agissant ainsi pour prévenir le vieillissement cellulaire.
Il existe des preuves qu’une protéine appelée TFEB est impliquée dans le maintien de la fonction des deux organites, mais aucune cible de cette protéine n’est connue. En comparant tous les gènes de la cellule qui sont actifs dans des conditions particulières et en utilisant une méthode appelée immunoprécipitation de la chromatine, qui permet d’identifier le ADN cibles des protéines, l’équipe a été la première à montrer que le gène codant pour HKDC1 est une cible directe du TFEB et que HKDC1 est régulé positivement dans des conditions de stress mitochondrial ou lysosomal.
Présentation : Le stress mitochondrial et lysosomal stimule la translocation nucléaire du TFEB, suivie d’une expression accrue de HKDC1. HKDC1 stabilise PINK1 grâce à l’interaction avec TOM70, facilitant ainsi la mitophagie dépendante de PINK1/Parkin. De plus, HKDC1 et les protéines VDAC avec lesquelles il interagit sont importantes pour la réparation des lysosomes endommagés et pour le maintien du contact mitochondrie-lysosome. HKDC1 prévient la sénescence cellulaire induite par les dommages à l’ADN en maintenant l’homéostasie mitochondriale et lysosomale. Crédit : 2024 Cui et al., HKDC1, une cible du TFEB, est essentiel au maintien de l’homéostasie mitochondriale et lysosomale, empêchant ainsi la sénescence cellulaire, PNAS
Mécanismes de protection mitochondriale
L’une des façons dont les mitochondries sont protégées contre les dommages consiste à recourir au processus de « mitophagie », l’élimination contrôlée des mitochondries endommagées. Il existe différentes voies de mitophagie, et la plus bien caractérisée dépend de protéines appelées PINK1 et Parkin.
« Nous avons observé que HKDC1 se localise avec une protéine appelée TOM20, située dans la membrane externe des mitochondries », explique l’auteur principal Mengying Cui, « et grâce à nos expériences, nous avons découvert que HKDC1 et son interaction avec TOM20 sont critique pour la mitophagie PINK1/Parkin-dépendante.
Rôle de HKDC1 dans la réparation lysosomale
En termes simples, HKDC1 est introduit par TFEB pour aider à éliminer les déchets mitochondriaux. Mais qu’en est-il des lysosomes ? Eh bien, TFEB et KHDC1 sont également des acteurs clés ici. Il a été démontré que la réduction de HKDC1 dans la cellule interfère avec la réparation lysosomale, ce qui indique que HKDC1 et TFEB aident les lysosomes à se remettre des dommages.
« HKDC1 est localisé dans les mitochondries, n’est-ce pas ? Eh bien, cela s’avère également essentiel pour le processus de réparation lysosomale », explique l’auteur principal Shuhei Nakamura. « Vous voyez, les lysosomes et les mitochondries entrent en contact via des protéines appelées VDAC. Plus précisément, HKDC1 est responsable de l’interaction avec les VDAC ; cette protéine est essentielle au contact mitochondrie-lysosome, et donc à la réparation lysosomale.
Implications thérapeutiques potentielles
Ces deux fonctions diverses de HKDC1, jouant un rôle clé à la fois dans le lysosome et dans les mitochondries, contribuent à prévenir la sénescence cellulaire en maintenant simultanément la stabilité de ces deux organites. Le dysfonctionnement de ces organites étant lié au vieillissement et aux maladies liées à l’âge, cette découverte ouvre de nouvelles voies pour des approches thérapeutiques de ces maladies.
Financement : Société japonaise pour la promotion de la science, Agence japonaise pour la science et la technologie, Ministère de l’Éducation, de la Culture, des Sports, de la Science et de la Technologie, Agence japonaise pour la recherche et le développement médical
