Africa-Press – Mali. A la naissance, les femmes possèdent une réserve ovarienne limitée. Elle contient environ 1 million d’ovocytes, c’est-à-dire de cellules reproductrices immatures, qui restent intactes pendant 50 ans, âge moyen de la ménopause. Une longévité remarquable puisque de nombreux autres types de cellules succombent à un facteur nocif répandu: les protéines endommagées. Alors comment les ovocytes peuvent-ils échapper à cette usure ?
Des chercheurs du Centre de régulation génomique (CRG) de Barcelone ont mis en évidence le mécanisme biologique derrière ce pouvoir étonnant. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Cell.
Des cellules vulnérables aux protéines toxiques
Les protéines mal repliées ou endommagées s’agrègent parfois en amas. “Si rien n’est fait, ces substances nocives s’accumulent dans le cytoplasme des cellules et ont des effets hautement toxiques”, expliquent les chercheurs de l’étude. Par exemple, la maladie d’Alzheimer résulte de l’agrégation de ces protéines dans les neurones.
De prime abord, neurones et ovocytes sont des cellules tout à fait différentes. Pourtant, leur nature leur confère deux caractéristiques communes: leur longévité, et leur incapacité à se multiplier par division cellulaire. Des particularités qui les rendent vulnérables, en théorie, aux protéines toxiques. Pourquoi ?
Les autres types de cellules disposent de deux moyens pour se débarrasser des protéines endommagées. En se divisant, lors de la multiplication cellulaire, elles concentrent les agrégats nocifs dans une des cellules filles, pour épargner la seconde. Une capacité que ne possèdent ni le neurone, ni l’ovocyte. D’autre part, la cellule peut aussi décomposer les amas à l’aide d’enzymes spécialisées, mais cette stratégie est peu viable car elle nécessite une grande quantité d’énergie. Le métabolisme réduit des ovocytes ne leur permet pas l’exécution d’un processus aussi coûteux.
Mais que reste-t-il alors aux ovocytes pour lutter contre les amas de protéines toxiques ? “S’il y a des dizaines de milliers d’articles sur l’agrégation des protéines dans les neurones, la manière dont les ovocytes de mammifères gèrent l’agrégation des protéines est relativement peu étudiée, bien qu’ils présentent le même problème de longévité et de non-division”, explique le docteur Elvan Böke.
Avec son équipe, il a collecté des milliers d’ovocytes immatures, d’ovules et d’embryons précoces de souris, dans l’espoir d’élucider le mystère de la résistances des ovocytes aux protéines toxiques.
Un réseau d’élimination des déchets
Avec des colorants spécifiques, les chercheurs ont observé l’évolution des amas de protéines en temps réel, notamment grâce à une technique d’imagerie des cellules vivantes.
Résultat ? Il existe au sein des ovocytes de petites structures appelées ELVA (Assemblages vésiculaires endolysosomal). Elles parcourent le cytoplasme des cellules et capturent les agrégats de protéines pour les neutraliser. “Les cellules possèdent de nombreuses structures subcellulaires appelées organites, qui effectuent des tâches similaires à celles d’un organe dans le corps”, notent les chercheurs. “Les ELVA sont comme des «super organelles » car il s’agit d’une association de nombreux types différents de composants cellulaires, travaillant ensemble comme une seule unité”. Restait à connaître le devenir des protéines, encapsulées dans les ELVA.
Lors de la maturation de l’ovocyte, c’est-à-dire au moment où il devient un ovule, les “super organelles” migrent vers la surface. Là, elles décomposent les agrégats de protéines, nettoyant complètement le cytoplasme. “Un ovocyte doit donner tout son cytoplasme à l’embryon lors de la fécondation, il ne peut donc pas se permettre l’accumulation de déchets, ce qui poserait un risque existentiel pour son fonctionnement. En ce sens, les ELVA sont comme un réseau sophistiqué d’élimination des déchets ou une équipe de nettoyage patrouillant dans le cytoplasme pour s’assurer qu’aucun agrégat ne flotte librement”, résume le docteur Gabriele Zaffagnini, premier auteur de l’étude. “Les ELVA conservent ces agrégats dans un environnement confiné jusqu’à ce que l’ovocyte soit prêt à s’en débarrasser d’un seul coup. C’est une stratégie efficace et économe en énergie”.
Les amas de protéines pourraient contribuer à l’infertilité
La mauvaise qualité des ovocytes est la première cause d’infertilité féminine. “Les taux d’infertilité à l’échelle mondiale sont en hausse, la maternité tardive étant l’un des facteurs qui y contribuent”.
D’après leurs résultats, les chercheurs pensent que les protéines toxiques pourraient influer sur la qualité de l’ovule et de l’embryon. En effet, en inhibant la capacité des ELVA à dégrader les amas protéiques, les chercheurs ont observé la formation d’ovules défectueux. Plus marquant encore: quand ils ont “forcé” les embryons à hériter de ces protéines toxiques, présentes dans l’ovocyte, 3 sur 5 n’ont pas atteint les premiers stades de développement. Il pourrait donc s’agir d’un autre facteur influant sur la fertilité.
Par ailleurs, les auteurs de l’étude se demandent si des organites similaires aux ELVA pourraient également exister au sein des neurones. Mais de nouvelles études seront nécessaires pour confirmer cette hypothèse.
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