Comment le capteur de danger NLRP3 s’allonge comme un fil


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  • Rougeur, gonflement, douleur – ce sont des signes d’inflammation. Il sert à protéger le corps contre les agents pathogènes ou les substances étrangères. Des chercheurs des universités de Bonn et de Cologne ont pu montrer que les réactions inflammatoires d’une protéine capteur importante se déroulent dans une direction spatiale spécifique. Cette découverte a le potentiel d’arrêter l’inflammation à «l’extrémité de croissance» et ainsi de mettre un terme aux maladies inflammatoires chroniques. L’étude vient d’être publiée dans la revue « Avancées scientifiques. »

    Si des bactéries ou des virus attaquent des cellules vivantes ou si d’autres substances étrangères y apparaissent, le capteur de danger avec l’abréviation NLRP3 est activé. « Les dépôts de protéines dans le cerveau qui sont caractéristiques de la maladie d’Alzheimer, les plaques dites amyloïdes-ß, peuvent également déclencher NLRP3 », déclare le professeur Matthias Geyer de l’Institut de biologie structurale de l’hôpital universitaire de Bonn, se référant à des études antérieures. Comme le montrent ces études précédentes des chercheurs, cette réaction s’autoalimente de plus en plus : la réaction inflammatoire déclenchée par NLRP3 favorise le dépôt supplémentaire de plaques amyloïdes-ß et contribue de manière significative au processus de la maladie.

    Une fois activées, plusieurs protéines NLRP3 s’attachent les unes aux autres et forment ainsi le noyau d’une structure filiforme sur laquelle de plus en plus de protéines se rassemblent. « La réaction se déclenche dès qu’environ une douzaine de molécules NLRP3 sont présentes », rapporte Geyer. En théorie, un nombre infini de molécules NLRP3 peuvent se rejoindre et étendre de plus en plus la structure en forme de fil – scientifiquement appelée « filament » -. Inga Hochheiser de l’équipe du professeur Geyer a maintenant pu montrer la direction dans laquelle ce filament se développe et continue de se développer. « Nous avons pu obtenir ces informations en utilisant la cryo-microscopie électronique. Cette méthode permet d’observer des molécules de protéines avec un grossissement jusqu’à 80 000 fois et de les rendre ainsi directement visibles », explique Hochheiser.

    « Image fixe » de la structure filiforme sous le microscope

    Par petites étapes, le scientifique a arrosé de NLRP3 isolé des cellules sur un porte-échantillon et a congelé ce mélange. Cela a fourni aux chercheurs une sorte d' »image fixe » au microscope cryo-électronique. La structure filiforme émergente des molécules NLRP3 disposées côte à côte a ainsi été visualisée. « Ces images individuelles ont permis de comprendre comment les filaments s’allongent, comme dans un film », explique Hochheiser. Comme les molécules tombent différemment sur le porte-échantillon lorsqu’elles sont arrosées, elles peuvent être vues sous différentes perspectives au microscope. Ces différentes vues peuvent être combinées sur ordinateur pour créer une image en trois dimensions. Les résultats ont montré que les filaments ne se forment que dans une seule direction. « Cela nous a permis de visualiser une partie de l’appareil inflammatoire et de lire littéralement le sens de la croissance », explique le Pr Geyer, qui a dirigé l’étude et est membre du Pôle d’Excellence ImmunoSensation2 et du Domaine de Recherche Transdisciplinaire « Vie et Santé » à l’Université de Bonn.

    Arrêt des maladies inflammatoires chroniques

    « Le défi technique consistait à trouver les transitions dans les structures filiformes et à les rendre visibles sur l’image », explique le professeur Elmar Behrmann de l’Institut de biochimie de l’Université de Cologne. « Les nouvelles découvertes nous permettent désormais de cibler l’extrémité croissante de la réponse inflammatoire à l’aide d’anticorps ou de médicaments », explique Hochheiser. Cela rapproche les chercheurs de leur objectif d’arrêter la poursuite de l’accumulation de l’appareil inflammatoire et de contrecarrer ainsi l’inflammation chronique.

    Institutions participantes et financement :

    En plus de l’Institut de biologie structurale et de l’Institut de l’immunité innée de l’Hôpital universitaire de Bonn, l’Institut de biochimie de l’Université de Cologne et l’Institut de recherche médicale Walter et Eliza Hall de Melbourne (Australie) sont impliqués dans l’étude. Des mesures ont été effectuées au centre de recherche caesar à Bonn et au centre Rudolf Virchow de l’université de Würzburg. L’étude a été financée par la Fondation Else Kröner-Fresenius et la Fondation allemande pour la recherche.

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Université de Bonn. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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