On connaît leur fonction de fournisseur d’énergie, et les mitochondries souvent décrites comme les petites centrales énergétiques de la cellule. De nombreuses équipes de recherche travaillent d’ailleurs aux moyens de « booster » les mitochondries pour lutter contre le vieillissement cellulaire. Mais c’est une toute autre fonction mitochondriale que révèle cette équipe du Salk Institute dans la revue Nature Metabolism : les mitochondries sonneraient aussi l’alerte en cas de stress cellulaire. Ces conclusions, présentées dans la revue Nature Metabolism, contribuent à expliquer comment certains cancers -ou cellules cancéreuses alertées par leurs mitochondries- s'organisent et se préparent à résister à la chimiothérapie.
Les mitochondries sont de minuscules structures qui génèrent l’énergie cellulaire, cependant c'est une nouvelle fonction des mitochondries que décrit l’équipe de La Jolla : une fonction d'alarme lorsque la cellule se trouve exposés au stress ou à des produits chimiques qui peuvent endommager l'ADN, comme la chimiothérapie. Alors, les mitochondries agissent aussi comme une première ligne de défense dans la détection du stress. « Elles alertent la cellule et lui enjoignent de se protéger », explique l’auteur principal, Gerald Shadel, professeur de biologie cellulaire du Salk Institute.
Les mitochondries protègent aussi l'ADN cellulaire
La plupart de l'ADN dont une cellule a besoin pour fonctionner se trouve à l'intérieur du noyau de la cellule, emballé dans des chromosomes et hérité des deux parents. Mais les mitochondries contiennent chacune leurs propres « ADN mitochondrial » (ou ADNmt : en blanc sur visuel) transmis uniquement par la mère. La plupart des cellules contiennent des centaines voire des milliers de mitochondries (en rouge sur visuel). Les chercheurs montrent que lorsque l'ADNmt est endommagé à l'intérieur de la cellule, un sous-ensemble de gènes appelés « gènes stimulés par l'interféron », ou ISG (interferon-stimulated genes) sont généralement activés. Or ce même sous-ensemble d'ISG se révèle également activé dans les cellules cancéreuses qui ont développé une résistance à la chimiothérapie (avec des agents endommageant l'ADNmt)- comme la doxyrubicine.
Des alarmes moléculaires qui jouent contre la chimiothérapie : ces gènes du groupe d'ISG aident à protéger l'ADN nucléaire contre les dommages , en cas de chimiothérapie, vont permettre aux cellules cancéreuses de développer une résistance accrue au traitement. Ainsi, lorsque les scientifiques induisent un stress mitochondrial dans les cellules cancéreuses du mélanome, les cellules deviennent plus résistantes à la doxyrubicine. Cette résistance, permise par ce signal mitochondrial est « une bonne chose pour les cellules saines, mais pas pour les cellules cancéreuses exposées à la chimiothérapie » : ainsi, dans les cellules cancéreuses, la doxyrubicine, en endommageant d'abord l'ADNmt et en déclenchant ces alarmes moléculaires devient moins efficace à endommager l'ADN nucléaire des cellules cancéreuses.
Vers de nouveaux anticancéreux ? Prévenir les dommages à l'ADN mitochondrial pendant le traitement du cancer, permettrait d’éviter cette réaction de résistance cellulaire à la chimiothérapie : l’équipe prévoit ainsi d’étudier comment l'ADNmt est endommagé et libéré et quelles voies de réparation de l'ADN sont activées par les ISG dans le noyau de la cellule pour éviter les dommages à l’ADN nucléaire.
Mais ces premiers résultats inspirent déjà de nouveaux traitements anticancéreux et « antirésistance ».
Source: Nature Metabolism 09 December 2019 Mitochondrial DNA stress signalling protects the nuclear genome (Visuel Salk Institute / Waitt Advanced Biophotonics Centre)
Plus sur les Mitochondries
