Une perte de processus enzymatiques dans le corps peut augmenter le risque de fracture osseuse d’une personne. Ce nouvel aperçu a été récemment publié dans eLife par une équipe internationale de scientifiques et d’ingénieurs dirigée par Deepak Vashishth, directeur du Centre de biotechnologie et d’études interdisciplinaires (CBIS) de l’Institut polytechnique de Rensselaer.
Les processus enzymatiques sont essentiels à tout nombre de réactions chimiques qui se produisent dans le corps, y compris la production de la matrice extracellulaire dans l’os qui est essentielle pour le soutien mécanique. La phosphorylation – l’un de ces processus enzymatiques clés – est l’attachement d’un phosphoryle à une protéine et est essentielle pour la régulation cellulaire. Ce processus joue un rôle dans de nombreuses maladies, mais jusqu’à présent, les chercheurs ne savaient pas s’il altérait l’intégrité des tissus et la fonction des organes.
Dans cet article, les chercheurs se sont penchés sur une protéine connue sous le nom d’ostéopontine, qui joue un rôle essentiel dans le maintien de la matrice ensemble. Les chercheurs ont développé un processus par lequel ils pouvaient induire la phosphorylation – ou son homologue, la déphosphorylation – dans les os de souris génétiquement modifiées, certaines qui avaient de l’ostéopontine et d’autres qui n’en avaient pas.
En comparant les résultats des deux groupes, les chercheurs ont découvert que la résistance à la fracture, une mesure de la résistance mécanique de l’os, augmentait avec la phosphorylation de l’ostéopontine et diminuait avec la déphosphorylation. Plus spécifiquement, la phosphorylation a amélioré les réticulations et augmenté l’attraction entre les groupes chargés sur l’ostéopontine et le minéral osseux, rendant l’os plus fort et sa fracture plus difficile.
C’est la première étude qui établit que la phosphorylation dans les os est importante, en particulier comment elle aide les os à libérer de l’énergie, et que la perte de cette modification est mauvaise pour les os. «
Deepak Vashishth, directeur, Centre d’études biotechnologiques et interdisciplinaires (CBIS), Institut polytechnique de Rensselaer
L’équipe a également étudié l’effet des niveaux de phosphorylation de l’ostéopontine dans les maladies osseuses rares, l’hypophosphatémie et l’hyperphosphatémie, associées à des déformations squelettiques. Dans les deux maladies, a déclaré Vashishth, les niveaux de phosphorylation de l’ostéopontine ont diminué, une découverte qui jette les bases d’une exploration plus approfondie.
« Une autre découverte prometteuse est que ces niveaux changent avec les maladies osseuses », a déclaré Vashishth. « La phosphorylation affecte-t-elle directement la propension à la fracture des os dans ces conditions malades? Et quels outils thérapeutiques pouvons-nous utiliser pour résoudre ce problème? Ce sont les questions que nous voulons étudier. »
Dans l’esprit de la nouvelle école polytechnique, le modèle qui anime la recherche et l’éducation à Rensselaer, cette recherche était hautement collaborative dans plusieurs disciplines. Vashishth et son laboratoire ont travaillé avec des chercheurs de l’Université McGill au Canada, de l’Université de Southampton au Royaume-Uni, de l’Université de Patras en Grèce, de l’Université d’Aarhus au Danemark et de l’Université de technologie de Vienne en Autriche. Chaque équipe de recherche a apporté une expertise différente et une pièce de ce puzzle au travail.
Les résultats de l’équipe peuvent également être appliqués à des processus similaires dans d’autres tissus conjonctifs et à des traitements possibles pour contrer les niveaux de phosphorylation anormaux de l’ostéopontine.
« Ce n’est pas seulement spécifique à l’os, car la phosphorylation est un changement plus omniprésent dans d’autres tissus du corps », a déclaré Vashishth. « L’ostéopontine n’est pas seulement dans les os, elle se trouve dans d’autres tissus de notre corps, comme nos reins et plusieurs autres endroits. Cette recherche peut également faire la lumière sur d’autres choses qui peuvent se produire dans tout le corps. »
La source:
Institut polytechnique Rensselaer
Référence du journal:
Crème de whisky., et coll. (2020) Le rôle de la phosphorylation de la matrice extracellulaire sur la dissipation d’énergie dans l’os. eLife. doi.org/10.7554/eLife.58184.
