Ferko M1
Introduction : Les pores de transition de perméabilité mitochondriale (mPTP) sont associés à la régulation de la mort cellulaire, mais jouent également un rôle physiologique lors de l'homéostasie du calcium, de la bioénergétique et de la signalisation redox des mitochondries cardiaques. Le préconditionnement métabolique (MPC) est un modèle cardioprotecteur expérimental qui a démontré une protection suffisante pour compenser l'énergie mitochondriale du cœur dans des conditions pathologiques. Objectif : L'objectif est de clarifier les composants régulateurs du complexe mPTP au moyen d'une analyse protéomique et en utilisant la spectrométrie de masse. Nous nous sommes également concentrés sur la créatine kinase mitochondriale (mtCK) comme l'un des régulateurs mPTP proposés. Matériels et méthodes : L'analyse protéomique a été réalisée en utilisant la chromatographie liquide haute performance nano et la spectrométrie de masse (spectromètre de masse ionique configuré avec une source d'ionisation par électrospray (ESI)). Les protéines mitochondriales ont été séparées par électrophorèse sur gel 1D et digestion à la trypsine in-gel. Des rats Wistar mâles ont été utilisés pour cette étude. Les mitochondries cardiaques ont été isolées par centrifugation différentielle. Le MPC a été induit pendant 8 jours à l'aide d'une dose unique de streptozotocine (65 mg/kg de poids corporel). Au niveau de l'analyse protéomique, nous nous sommes concentrés sur les protéines actuellement considérées comme des composants structurels et régulateurs du mPTP. L'abondance des protéines étudiées dans leur ensemble était significativement plus faible dans le groupe affecté par le MPC (p = 0,048), les expressions des protéines individuelles exprimées par le paramètre de changement de repli ont été maintenues (analysées à l'aide de la procédure TREAT (tests t relatifs à un seuil)). Un résultat important en termes de régulation cardioprotectrice est que les protéines mPTP identifiées restantes ont conservé leur expression au niveau des mitochondries saines sans changement significatif. Le MPC a pu préserver l'activité de la mtCK, l'une des enzymes clés du métabolisme énergétique. Le MPTP est un grand canal non spécifique qui s'ouvre sur l'IMM et dont on sait qu'il se forme dans des conditions de stress mitochondrial telles qu'une surcharge en Ca2+ mitochondrial et un stress oxydatif élevé, ce qui provoque la libération d'énormes quantités de Ca2+ et de protéines proapoptotiques des mitochondries, entraînant par la suite la mort cellulaire. En raison de la taille de ses pores, l'ouverture du mPTP entraîne également l'équilibrage des cofacteurs et des ions à travers l'IMM, y compris la libération du Ca2+ accumulé. Cela conduit à une perturbation des gradients métaboliques entre les mitochondries et le cytosol, et un afflux concomitant d'eau se produit, provoquant le gonflement des mitochondries jusqu'à la rupture de l'OMM. La perturbation de l'OMM libère le cyt c et d'autres protéines proapoptotiques, ce qui peut entraîner la mort cellulaire apoptotique. L'ouverture du mPTP joue un rôle important dans la génération non seulement de la mort cellulaire apoptotique mais aussi de la mort cellulaire nécrotique, toutes deux impliquées dans l'étiologie de l'infarctus du myocarde. Il est désormais largement reconnu que l’ouverture du mPTP est une cause majeure de lésion de reperfusion et constitue une cible efficace pour la cardioprotection.Les mitochondries jouent un rôle essentiel dans la vie et la mort des cellules. Dans les myocytes cardiaques sains, leur fonction principale est l'apport d'ATP par phosphorylation oxydative pour répondre aux besoins énergétiques élevés du cœur battant. La glycolyse seule est incapable de répondre à ces demandes même au repos, et l'inhibition de la phosphorylation oxydative, comme cela se produit dans l'anoxie ou l'ischémie, conduit à une altération ou à un arrêt de la fonction cardiaque normale. Cependant, il existe des mécanismes latents dans les mitochondries qui, lorsqu'ils sont activés, transforment les mitochondries d'organites qui soutiennent la vie cellulaire en organites qui induisent activement la mort cellulaire apoptotique et nécrotique. Le changement de rôle, similaire à la conversion du Dr Jekyll en M. Hyde, est médié par l'ouverture d'un pore non spécifique dans la membrane interne mitochondriale, connu sous le nom de pore de transition de perméabilité mitochondriale (MPTP). Dans cette revue, nous résumerons brièvement ce que l'on sait du mécanisme moléculaire du MPTP et pourquoi il s'ouvre lors de la reperfusion. Nous décrirons ensuite les techniques utilisées pour mesurer l'ouverture des pores dans le cœur perfusé et comment ces expériences ont conduit à la proposition selon laquelle l'ampleur de l'ouverture des pores est un déterminant critique des lésions de reperfusion. Enfin, nous décrirons comment l'inhibition de l'ouverture du MPTP est une stratégie efficace pour protéger les cœurs contre les lésions de reperfusion. Dans des conditions physiologiques normales, la membrane interne mitochondriale est imperméable à tous, sauf à quelques métabolites et ions sélectionnés. Cependant, dans des conditions de stress, un pore non spécifique connu sous le nom de pore de transition de perméabilité mitochondriale peut s'ouvrir dans la membrane interne mitochondriale, permettant le libre passage de toute molécule < 1,5 kDa. Lorsque le MPTP s'ouvre, la barrière de perméabilité de la membrane interne se brise avec deux conséquences majeures. Tout d'abord, bien que tous les solutés de faible poids moléculaire se déplacent librement à travers la membrane, les protéines ne le font pas et exercent donc une pression osmotique colloïdale qui provoque le gonflement des mitochondries. Bien que le déploiement des crêtes permette à la matrice de se dilater sans perturber la membrane interne, la membrane externe se brisera et entraînera la libération de protéines dans l'espace intermembranaire telles que le cytochrome c et d'autres facteurs qui jouent un rôle essentiel dans la mort cellulaire apoptotique. Deuxièmement, la membrane interne devient librement perméable aux protons. Cela dissocie la phosphorylation oxydative, ce qui amène l'ATPase transloquant le proton à inverser la direction et donc à hydrolyser activement l'ATP, plutôt qu'à le synthétiser. Dans de telles conditions, les concentrations intracellulaires d'ATP diminuent rapidement, ce qui entraîne la perturbation de l'homéostasie ionique et métabolique et l'activation d'enzymes de dégradation telles que les phospholipases, les nucléases et les protéases. À moins que la fermeture des pores ne se produise, ces changements causeront des dommages irréversibles à la cellule, entraînant une mort nécrotique. Même si la fermeture se produit, le gonflement mitochondrial et la rupture de la membrane externe peuvent suffire à déclencher la cascade apoptotique. Ainsi,Français il n'est guère surprenant que le MPTP soit maintenu fermement fermé dans des conditions physiologiques normales et ne soit activé que dans des conditions pathologiques. Le facteur clé responsable de l'ouverture du MPTP est la surcharge calcique mitochondriale (c'est-à-dire lorsque la matrice mitochondriale [Ca2+] est fortement augmentée), en particulier lorsqu'elle s'accompagne d'un stress oxydatif, d'une déplétion des nucléotides adénines, de concentrations élevées de phosphate et d'une dépolarisation mitochondriale. Ce sont exactement les conditions que le cœur subit pendant la reperfusion post-ischémique, et il existe de plus en plus de preuves que l'ouverture du MPTP est essentielle pour la transition d'une lésion de reperfusion réversible à une lésion irréversible. Résultats : Les résultats de l'analyse protéomique dans des conditions MPC indiquent l'effet positif des mécanismes régulés par le mPTP présents dans l'état d'afflux accru de calcium dans les mitochondries, contribuant ainsi au maintien de l'énergie du myocarde pathologiquement affecté.
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