Qu'est-ce que le facteur induisant l'apoptose?
La mort cellulaire programmée (PCD), ou apoptose, fait partie du métabolisme des animaux. Parfois, ce processus peut se produire au mauvais stade de développement, provoquant une maladie. Normalement, les enzymes appelées caspases sont responsables de la mort cellulaire. Un processus alternatif pour provoquer la PCD est une protéine appelée facteur induisant l'apoptose (AIF). Cette protéine est située dans la mitochondrie et se déplace dans le noyau pour provoquer la dégradation de l'ADN et la mort cellulaire ultérieure.
L'apoptose est une partie normale du métabolisme cellulaire. Le corps humain voit constamment des cellules mourir et les remplacer. Si le processus n'est pas régulé correctement, il peut avoir des effets graves sur la physiologie humaine. Par exemple, les cellules cancéreuses subissent la PCD beaucoup moins souvent que les cellules saines et peuvent se propager et devenir des tumeurs. Alternativement, si la régulation cause l'apoptose trop fréquemment, les cellules peuvent mourir lorsqu'elles sont nécessaires au fonctionnement des tissus.
Les mitochondries sont des structures cellulaires séparées du reste de la cellule par une membrane externe. Ils ont aussi une membrane interne. Entre ces deux membranes, un espace rempli de fluide contient de nombreuses protéines, en particulier celles impliquées dans la production d’énergie pour les cellules. Le facteur induisant l'apoptose se trouve dans cet espace et fonctionne dans les voies respiratoires.
La plupart des protéines impliquées dans la mort des cellules sont des caspases, mais le facteur induisant l'apoptose est un type de protéine totalement différent. Cette enzyme est une flavoprotéine, une protéine spécialisée impliquée dans le transfert d'électrons. On le trouve dans un large éventail de cellules eucaryotes, allant de l’homme à l’organisme cilié de l’étang, Tetrahymena. Des études de la séquence de la protéine et des gènes qui codent pour les facteurs induisant l’apoptose ont montré qu’il s’agissait d’une protéine ancienne et remontait très loin dans l’évolution.
Lorsque les premiers signaux initient la PCD, la membrane externe de la mitochondrie présente une fuite. L'AIF est libéré de son compartiment dans la mitochondrie et pénètre dans le cytosol, le milieu liquide de la cellule. De là, il atteint le noyau. Cette protéine provoque la fragmentation de l'ADN dans le noyau. Au cours du processus, il affecte l'intégrité structurelle du noyau en perturbant la structure de la chromatine, entraînant un stade précoce de mort cellulaire programmée.
La régulation du facteur induisant l'apoptose a été étudiée de manière approfondie dans des modèles animaux. Cela a conduit à des corrélations de l'activité AIF et à la mort des cellules neuronales. Des maladies telles que la maladie de Lou Gehrig ont été corrélées à une telle activité dans des études sur des animaux.
On sait que de nombreuses maladies humaines sont dues à des problèmes fonctionnels avec les mitochondries. Un autre type de mauvaise régulation peut arriver au facteur induisant l'apoptose alors qu'il se trouve toujours dans sa position mitochondriale. Les études génétiques ont mis en corrélation des mutations qui affectent l'AIF alors qu'il est localisé dans son compartiment cellulaire normal à un certain nombre de maladies humaines basées sur un dysfonctionnement des mitochondries.