Des chercheurs créent un nouveau modèle de souris pour cartographier la communication des protéines entre les organes

Nos nombreux systèmes d’organes différents sont en communication constante les uns avec les autres. Pendant l’exercice, par exemple, les muscles envoient des signaux aux tissus adipeux et hépatiques pour libérer leurs sources d’énergie. Bien que ces réseaux de communication jouent un rôle essentiel dans notre corps au quotidien, il a été historiquement difficile de découvrir de telles voies. Les scientifiques de Scripps Research, de l’Université de Californie du Sud et d’ailleurs ont maintenant créé avec succès un modèle pour étiqueter et suivre les signaux protéiques qui permettent la communication d’organe à organe.

Comme les chercheurs l’ont décrit dans Biologie ouverte le 10 août 2022, leur nouveau modèle de souris marque les protéines qu’une cellule sécrète et suit leur mouvement dans tout le corps. Cette nouvelle technologie pourrait façonner notre compréhension moléculaire des tissus sains par rapport aux tissus malades, ainsi que le rôle que joue la communication inter-organes dans l’apparition et la progression de la maladie.

Ce nouveau modèle peut être comparé à l’établissement d’un système de passeport dans le corps, car nous identifions d’où viennent les protéines et où elles vont. Nous pouvons enfin mettre en lumière ces réseaux de communication interconnectés, puis développer des traitements basés sur ces nouvelles connaissances.”

Ilia Droujinine, PhD, co-premier auteur de l’étude, chercheur Scripps et chercheur principal au Département de médecine moléculaire de Scripps Research

Les chercheurs ont utilisé d’autres méthodes, telles que des approches virales, pour comprendre la sécrétion de protéines et la manière dont les organes communiquent entre eux. Bien que ces techniques aient fourni des informations inestimables sur les protéines exprimées dans un organisme, elles ne sont pas suffisamment sensibles pour étiqueter les protéines à faible abondance ou l’origine et la destination ultime des interactions protéiques. Mais avec ce nouveau modèle, les scientifiques sont désormais en mesure de comprendre le chemin exact emprunté par une protéine particulière.

Dans l’étude, les chercheurs ont utilisé une enzyme appelée BirA*G3, qui marque les protéines sécrétées avec une étiquette de biotine. Ces étiquettes de biotine ont ensuite été détectées chez des souris vivantes à l’aide d’une méthode appelée protéomique par spectrométrie de masse quantitative, qui est utilisée pour mesurer les protéines dans un échantillon. Cela a révélé d’où provenaient les protéines et où elles se sont rendues dans le corps.

Lorsque BirA*G3 a été largement activé dans tout le corps, les chercheurs ont découvert que toutes les protéines sécrétées étaient étiquetées avec succès, même les protéines peu abondantes aux propriétés hormonales. De même, lorsque BirA*G3 était activé uniquement dans le foie, seules les protéines sécrétées liées à ce système d’organes étaient mises en évidence ; montrant ainsi la haute spécificité du modèle.

“Compte tenu du rôle central des protéines sécrétées clés telles que l’insuline, il existe un grand intérêt pour l’identification de nouvelles protéines sécrétées”, a déclaré Andrew McMahon, PhD, auteur principal de l’étude et président du Département de biologie des cellules souches et de médecine régénérative. à l’Université de Californie du Sud. « Les études sur le génome suggèrent qu’il reste de nombreuses nouvelles protéines à caractériser. Nous attendons avec impatience une plongée en profondeur dans ce domaine maintenant que nous avons validé la technologie.

Il existe d’innombrables applications de recherche pour cette technologie, note Droujinine. Avec ce type de modèle, les scientifiques peuvent commencer à cartographier des voies de maladies inexplorées et finalement développer des traitements ciblés, car de nombreuses maladies proviennent d’un seul organe et se propagent ensuite à d’autres. Le cancer, avec ses propriétés métastatiques, en est un exemple. D’autre part, des études ont montré que bon nombre des complications de santé qui découlent de l’obésité pourraient être dues à une communication défectueuse des organes, mais de nombreux mécanismes moléculaires restent inconnus.

“Toute protéine que nous découvrons et qui joue un rôle dans la maladie a le potentiel d’être traduite en thérapeutique”, ajoute Droujinine.