Hema Saranya Illamathi

Est-il possible d‘améliorer l’activité des mitochondries dans les maladies mitochondriales?

Nos cellules ont besoin d’un apport d'énergie constant pour faire fonctionner normalement notre corps. En particulier, notre cerveau et nos muscles ont besoin de beaucoup d'énergie pour contrôler et coordonner les mouvements du corps. L'énergie cellulaire est générée des nutriments que nous consommons dans de minuscules usines appelées mitochondries qui sont présentes dans chacune de nos cellules. Un défaut dans ces usines mène aux maladies mitochondriales, qui affectant gravement la transmission de messages sensoriels ou moteurs dans notre cerveau. Environ 1 Canadien sur 4 000 est atteint d’une maladie mitochondriale à cause des mutations dans le manuel d’instruction (ADN) qui permet de faire fonctionner ces usines à énergie.  Ces mutations sont directement liées à des anomalies de l'activité mitochondriale. En particulier, les défauts de dynamisme mitochondrial affectent gravement le maintien de l'ADN mitochondrial (ADNmt) qui est nécessaire à la production d'énergie appropriée.

Les mitochondries modifient dynamiquement leur réseau pour s'adapter aux besoins énergétiques cellulaires. Ceci implique deux processus : la fusion et la fission mitochondriale. Ces processus résultent respectivement de l'union ou de la division des mitochondries dans nos cellules.  Un défaut dans la fission entraine l’agrégation de l'ADNmt dans le réseau mitochondrial. Par conséquent, les patients atteints de cette maladie présentent des symptômes graves tels qu’un mauvais développement cérébral, une perte auditive et un état épileptique réfractif. Malheureusement, les mécanismes à l'origine de ces pathologies sont mal documentés. Pour étudier ce processus, nous avons utilisé des cellules provenant de la peau de patients ayant une version défectueuse de DRP1, une protéine impliquée dans la fission mitochondriale.

Nos résultats démontrent que DRP1 régule la maintenance et la distribution de l'ADNmt au sein du réseau mitochondrial. Nos données montrent que DRP1 contrôle ce processus en modulant la structure du réticulum endoplasmique, une structure cellulaire impliquée dans la fabrication et l’exportation de protéines. Ce réticulum endoplasmique modifié s'enroule autour des mitochondries et empêche la bonne distribution de l'ADNmt dans les cellules des patients. Cependant, nous avons trouvé que la restructuration du réticulum endoplasmique dans les cellules des patients prévient ce blogage, permettant ainsi de renverser l’effet délétère de DRP1 muté dans cette maladie mitochondriale.

Directeur de recherche: Marc Germain