Qu’est-ce que le dysfonctionnement mitochondrial?

Chaque étudiant en biologie du collège se fait dire les mêmes mensonges.

Eh bien, il est peut-être plus juste de dire la même chose, « des simplifications excessives incroyables de la vérité”.

En biologie 101, on m’a dit que le noyau est le « cerveau de la cellule », la membrane est la ”paroi de la cellule » et les mitochondries sont la ”centrale de la cellule ».

La centrale électrique de la cellulecr

* grincer des dents!*

Parlons des nombreuses fonctions des mitochondries dans le corps, du dysfonctionnement mitochondrial et de la façon dont les essais biologiques in vitro aident à assurer la sécurité des médicaments.

Que font les mitochondries dans le corps?

Les mitochondries produisent plus de 90% de l’énergie de l’organisme sous forme d’adénosine triphosphate (ATP). L’ATP libère de l’énergie lorsqu’elle est décomposée. Cette énergie est vitale pour maintenir la vie et soutenir le fonctionnement sain des organes. Les principaux consommateurs d’énergie du corps sont le cerveau, les muscles, le foie, les reins, le tractus gastro-intestinal, le cœur et les poumons. Aussi important que soit ce rôle, les mitochondries sont également des acteurs clés dans de nombreux autres processus corporels (voir le diagramme ci-dessous).

Il faut environ 3000 gènes pour fabriquer une mitochondrie (seulement environ 3% des gènes nécessaires à la fabrication d’une mitochondrie sont d’ailleurs alloués à la production d’ATP). Plus de 95% de ces gènes sont impliqués dans les processus décrits ci-dessus, y compris la plupart des principales voies métaboliques cellulaires, la production des enzymes limitant le taux de biosynthèse de la pyrimidine (dihydroorotate déshydrogénase) et la synthèse de l’hème (d-amino lévulinic acid synthétase) nécessaires au métabolisme de l’hémoglobine et des neurotransmetteurs.

Comme vous pouvez l’imaginer à partir de la pléthore de fonctions mitochondriales ci-dessus, le dysfonctionnement mitochondrial (voir ci-dessous) peut entraîner des problèmes de santé importants affectant de nombreux systèmes du corps. Au plus grave, il peut même provoquer une défaillance des organes et la mort.

Qu’est-ce que le dysfonctionnement mitochondrial?

En termes simples, le dysfonctionnement mitochondrial ou dysfonctionnement mitochondrial est l’incapacité des mitochondries à fonctionner normalement. Lorsque les mitochondries ne répondent pas aux besoins énergétiques du corps, des symptômes de cette insuffisance apparaissent. Ceux-ci comprennent: des convulsions, des accidents vasculaires cérébraux, des retards de développement importants, des problèmes cardiaques et rénaux, des problèmes d’élocution, de vue, de digestion, de marche ainsi que de nombreux autres symptômes. Cela peut être difficile à diagnostiquer car beaucoup de ces symptômes se chevauchent avec d’autres maladies. Ainsi, la maladie mitochondriale n’est généralement suspectée que lorsque trois systèmes organiques ou plus sont affectés.

Bien que le dysfonctionnement mitochondrial soit principalement connu pour son rôle dans les maladies mitochondriales, il a été identifié comme un facteur important dans de nombreuses affections et troubles, notamment les troubles neurodégénératifs (comme la SLA, la maladie de Parkinson et la maladie d’Alzheimer), les cardiomyopathies, le syndrome métabolique, le cancer et l’obésité.

Qu’est-ce qui cause le dysfonctionnement mitochondrial?

Au niveau physiologique, le dysfonctionnement mitochondrial est causé par l’exposition à certains facteurs environnementaux (tels que certains médicaments pharmaceutiques, produits chimiques professionnels et fumée de cigarette) ou des anomalies génétiques (de l’ADN mitochondrial et nucléaire).

Les facteurs environnementaux comprennent: certains médicaments pharmaceutiques, la pollution de l’air et les particules, certains produits chimiques professionnels et d’autres mutagènes.

Au niveau cellulaire, le dysfonctionnement mitochondrial est causé par:

(1) une réduction du potentiel transmembranaire électrique et chimique de la membrane mitochondriale interne

(2) le mauvais fonctionnement de la chaîne de transport d’électrons

ou

(3) le transport altéré de métabolites critiques dans les mitochondries

Ce qui précède affecte: le cycle cellulaire, le métabolisme, la viabilité cellulaire, la régulation génique et d’autres aspects clés de la croissance et de la survie cellulaires.

Une idée fausse commune est que puisque nous héritons de notre ADN mitochondrial de la maladie génétique mitochondriale de notre mère est héritée de celle de notre mère seulement. Cependant, la mutation génétique comprend à la fois des mutations de l’ADN mitochondrial et nucléaire. Les maladies mitochondriales peuvent affecter n’importe quel système d’organes, apparaître à n’importe quel âge et, selon l’endroit où se trouve le gène muté dans notre ADN, être héritées d’un autosome, du chromosome X ou de la mère. Jusqu’à présent, il n’existe aucun remède et les traitements visent uniquement à traiter les symptômes.

Dysfonction mitochondriale et médicaments

Pour clarifier, par médicaments, on entend ceux prescrits par votre médecin, et non le type illicite.

Pourquoi nos mitochondries en particulier peuvent être sensibles aux médicaments est une question intéressante. Parfois appelées les ” canaris dans une mine de charbon « , les mitochondries semblent particulièrement sensibles à certains médicaments en particulier. Ceux-ci incluent les antimicrobiens. L’ascendance des mitochondries peut y jouer un rôle. Les mitochondries ont une ascendance bactérienne, ce qui signifie qu’elles sont apparues pour la première fois dans les bactéries bien avant l’existence des humains. Cela pourrait expliquer pourquoi les mitochondries sont sensibles aux antimicrobiens: c’est dans leurs gènes (littéralement). Par exemple, certains antimicrobiens agissent en bloquant les ribosomes microbiens. Il a été postulé que la toxicité des médicaments peut être dans de nombreux cas causée par des dommages aux mitochondries de nos cellules, ce qui entraîne une pléthore de symptômes et de troubles.

Développement de médicaments plus sûrs: Essais mitochondriaux

L’utilisation d’essais in vitro spécifiques et sensibles dans le développement précoce de médicaments aide les chercheurs à détecter les composés qui affectent négativement la fonction mitochondriale. Cela permet aux chercheurs d’identifier la toxicité mitochondriale induite par les médicaments au début du processus de développement et garantit la sécurité des médicaments qui atteignent le stade des essais cliniques. De tels tests mesurent la cytotoxicité et le métabolisme cellulaire pour aider au dépistage des médicaments. Par exemple, les biocapteurs. Des biocapteurs codés génétiquement peuvent être incorporés dans diverses lignées cellulaires, notamment des cellules cancéreuses immortalisées, des tumeurs, des cellules souches pluripotentes inductibles (IPSC) et des cellules dérivées d’iPSC. TempoMito™ est un exemple de biocapteur génétiquement codé. Il mesure les fluctuations du calcium dans les mitochondries pour détecter le dysfonctionnement mitochondrial. Le dysfonctionnement mitochondrial peut également être mesuré indirectement en mesurant la production d’ATP cellulaire à l’aide de TempoATP™.