image: Distribution du potassium (K), permettant de visualiser la cellule, du manganèse (Mn) et images fusionnées du K (rouge) et du Mn (vert) d'une cellule exprimant la mutation impliquée dans la maladie. Les cartes élémentaires ont été obtenues par imagerie de fluorescence X synchrotron sur la ligne de lumière ESRF ID16A avec une taille de faisceau de 50 nm. view more
Credit: © Asuncion Carmona / CENBG / CNRS
En utilisant des sources de rayons X des synchrotrons Desy et ESRF, des chercheurs du Centre d'études nucléaires de Bordeaux Gradignan (CNRS/Université de Bordeaux) montrent les conséquences dune mutation responsable dun syndrome parkinsonien héréditaire : les cellules souffrent dune accumulation de manganèse, qui perturberait le trafic des protéines dans la cellule. Ces travaux sont publiés dans la revue ACS Chemical Neuroscience le 16 janvier 2018.
Le syndrome parkinsonien est un ensemble de maladies aux symptômes proches de ceux de la maladie de Parkinson. Certaines sont causées par de fortes quantités de manganèse, un métal essentiel à lorganisme lorsquil est présent à létat de trace. Cest notamment le cas dune forme héréditaire de la maladie, causée par une mutation génétique responsable dune accumulation toxique de manganèse dans les cellules.
Léquipe de chercheurs a mis en évidence un mécanisme clé de la maladie provoquée par cette mutation. Au synchrotron Desy (Hambourg, Allemagne), ils ont pu localiser le manganèse à lintérieur de cellules individuelles , grâce à la signature fluorescente produite par ce métal sous un faisceau de rayons X. Ainsi, le manganèse se concentre essentiellement dans lappareil de Golgi, un compartiment cellulaire qui sert de gare de triage pour les protéines fabriquées par la cellule. En fonction de létiquette qui leur est ajoutée, les protéines sont ensuite expédiées au sein de vésicules vers dautres compartiments, ou vers lextérieur de la cellule. Cest précisément dans ces vésicules dà peine 50 nm de diamètre que saccumule le manganèse, comme lont démontré les chercheurs en répétant leurs expériences au synchrotron ESRF (le synchrotron européen, Grenoble), avec une sensibilité et une résolution spatiale encore plus grandes. Cest le seul endroit au monde où la résolution spatiale et la sensibilité étaient suffisantes pour détecter les quantités relativement faibles de manganèse à léchelle nanométrique des vésicules.
Les chercheurs pensent que cette accumulation de manganèse perturbe notamment lexport des protéines vers lextérieur de la cellule, altérant le fonctionnement des cellules nerveuses et conduisant aux symptômes parkinsoniens. Mais cela reste à confirmer en reproduisant ces expériences avec des neurones issus de modèles animaux de cette maladie, qui sont en cours délaboration.
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Journal
ACS Chemical Neuroscience