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De nouvelles molécules synthétiques ciblent le cytosquelette d'actine

Dix minutes après l’ajout des composés, le réseau filamentaire d’actine se développe, ce qui entraîne la croissance des lamellipodes. Comparer les bords cellulaires indiqués en blanc sur les Figures de droite et de gauche.

Synthetic polyamines promote rapid lamellipodial growth by regulating actin dynamics.

Nedeva I, Koripelly G, Caballero D, Chièze L, Guichard B, Romain B, Pencreach E, Lehn JM, Carlier MF, Riveline D.

Nat Commun 29 juillet 2013


29 juillet 2013

Le cytosquelette, élément constituant de la cellule, est la cible de nombreuses thérapies. Son dysfonctionnement peut être la source de pathologies graves comme l’apparition de métastases. L’équipe de Daniel Riveline du Laboratoire de Physique Cellulaire (structure mixte ISIS (1) / IGBMC), en collaboration avec celles de Jean-Marie Lehn (ISIS) (1) et de Marie-France Carlier (LEBS) (2) a développé des molécules qui provoquent une croissance rapide des réseaux lamellaires de filaments d'actine, l’un des trois composants du cytosquelette. Les propriétés de ces molécules, dont l’effet a été observé et décrypté in vivo et in vitro, sont totalement nouvelles car seuls des agents pharmacologiques détruisant le cytosquelette d'actine étaient connus à ce jour. Ces travaux offrent un nouvel outil en pharmacologie et sont publiés dans la revue Nature Communications le 29 Juillet 2013.

 

Contrairement à ce qu’indique son nom, le cytosquelette, composé notamment de filaments d’actine, de microtubules et de filaments intermédiaires, n’est en rien figé. Constitué de polymères en assemblage dynamique, il est constamment en construction, déconstruction et renouvellement. Le cytosquelette conditionne de nombreux processus cellulaires comme le déplacement des cellules, leur division, ou le transport intracellulaire. Ainsi, son dysfonctionnement peut conduire à des pathologies graves comme l'apparition de métastases qui se manifestent notamment par une activité amplifiée du cytosquelette. En conséquence, l'identification de nouvelles molécules ayant pour cible le cytosquelette représente un enjeu majeur tant sur le plan fondamental que thérapeutique. Le Taxol®, par exemple, est un anticancéreux fréquemment utilisé en chimiothérapie dont le mode d’action est de stabiliser les microtubules et ainsi de limiter la division anarchique des cellules cancéreuses.

 

Issus de la chimie supramoléculaire (3), les composés mis au point par les chercheurs présentent des propriétés inédites : ils provoquent en l’espace de quelques minutes la croissance des réseaux lamellaires de filaments d'actine induisant la formation de prolongements cellulaires appelés lamellipodes. Jusqu’alors, les molécules synthétiques connues et utilisées en pharmacologie avaient pour effet de détruire le cytosquelette d'actine. Alors que ce processus s’effectue continuellement au sein des cellules, c’est la première fois qu’un outil pharmacologique capable d’induire la croissance du réseau d’actine est mis au point. Les chercheurs ont montré que l’action de ces composés est spécifique in vivo, et ils ont identifié le mécanisme de croissance du réseau d’actine par des études comparées in vivo et in vitro, afin d’en assurer la validité.

 

Pour la recherche en biologie cellulaire ou moléculaire, cet outil ouvre de nouvelles perspectives d’étude pour le décryptage du vivant. Ce résultat est par ailleurs un point de départ pour la conception de nouveaux composés, issus de cette même chimie supramoléculaire, et potentiellement intéressant pour établir de nouvelles thérapies ciblant le cytosquelette.

 

(1) Institut de Science et d’Ingénierie Supramoléculaires (CNRS/Université de Strasbourg)

(2) Laboratoire d'Enzymologie et Biochimie Structurales du CNRS

(3) La chimie supramoléculaire peut se définir comme la chimie des entités chimiques résultant de la mise en œuvre des interactions entre objets moléculaires ou encore la science de l'auto-assemblage et de l'auto-organisation à l'échelle moléculaire.

 

 

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