Rôle de la dysfonction mitochondriale dans une maladie neuro-dégénérative

Les maladies neuro-dégénératives se caractérisent par une pathologie au niveau du cerveau. À l’heure actuelle, il n’existe pas encore de traitement permettant de guérir les personnes qui en souffrent. D’autant plus que les principales causes des maladies neuro-dégénératives restent encore inconnues jusqu’à présent. Toutefois, de récentes études viennent de mettre en lumière la présence de la dysfonction mitochondriale avant l’apparition des premiers symptômes. Par ailleurs, le champ d’action de cette altération sur les maladies neurologiques constitue une possibilité non négligeable.

Définition de la dysfonction mitochondriale

La mitochondrie se définit comme étant un organite qui se retrouve au sein des cellules eucaryotiques. Il s’agit de la localisation principale de la respiration tissulaire, qui dérive d’une bactérie pourpre endosymbiotique. Celle-ci se présente souvent sous de nombreuses formes et tailles qui varient au sein du cytoplasme. Ensuite, on appelle mitochondrial, l’ADN contenu dans les mitochondries. Ainsi, elles contiennent des protéines porogènes nommées porines permettant de laisser passer les molécules qui pèsent 10 kDa et 2 mm de diamètre. Par ailleurs, les mitochondries exercent des rôles importants qui sont :

• La production de cellule en adénosine triphosphate afin de faire office de source d’énergie chimique ;
• Croissance cellulaire ;
• Contrôle du cycle des cellules ;
• Différenciation des cellules ;
• Signalisation des cellules.

La majorité des protéines mitochondriales interne possèdent des séquences directrices, faisant partie de la molécule. Ainsi, l’ADN mitochondrial comporte des informations génétiques pour les 13  protéines de la mitochondrie. Néanmoins, un grand nombre des gènes qui se trouvent dans l’ADN du noyau cellulaire s’avère être synthétisé par des ribosomes sans cytosol. Ensuite, l’organelle les transportent. Par conséquent, la dysfonction mitochondriale est à l’origine de plus d’une centaine de maladies chroniques graves. Cette situation s’explique par le fait que l’ADN mitochondrial subit une altération à cause des radicaux libres. Par ailleurs, les lésions mitochondriales constituent une source considérable de maladies neuro-dégénératives telles que l’Alzheimer ou la maladie de Parkinson.

Action de la dysfonction mitochondriale sur les maladies neuro-dégénératives

L’existence de troubles au niveau du métabolisme énergétique de la mitochondrie engendre plusieurs conséquences, qui sont :

• une diminution d’ATP ;
• production d’espèces réactives de l’oxygène ;
• détérioration de l’homéostasie calcique.

Ainsi, la hausse de la production exerce un champ d’action considérable par rapport au vieillissement ainsi que des maladies neuro-dégénératives. Par conséquent, la dysfonction mitochondriale accentue la situation quant à la mitochondrie détériorée ainsi que les cellules altérées. Cela résulte de la forte exposition à des taux élevés d’oxydants. De plus, la présence de calcium en exalte l’effet qui provoque la perméabilité de la mitochondrie. La perméabilisation influence particulièrement la mort cellulaire. Le principe consiste à l’ouverture de pores des membranes mitochondriales internes visant à la libération des substances en dessous de 1500 Da allant de la matrice mitochondriale. Cette situation trouve son explication grâce à l’existence des canaux à cations, qui s’ouvrent grâce à plusieurs facteurs tels que la dépolarisation, les agents oxydants ainsi que le calcium à l’intérieur de la matrice.

Par ailleurs, la fermeture de celle-ci s’effectue par l’intermédiaire de nucléotides adéniniques ainsi que de protons. En d’autres termes, l’oxydation des nucléotides favorise l’ouverture des canaux, par contre la baisse provoque la fermeture. Le contrôle de l’activité mitochondriale se fait par le biais de deux génomes. En effet, il a une source intra-mitochondriale et nucléaire. Cela se traduit par le fait que les mitochondries humaines soient fortement enrichies en copies d’un ADN circulaire de 16,5 kb. Malgré le fait que la plupart des protéines mitochondriales s’avèrent être codées, une altération à ce niveau est à l’origine de la dégénérescence neuronale.

Liens entre dysfonction mitochondriale et maladie neuro-dégénérative

Les neurones se caractérisent comme étant des cellules particulièrement différentes. En effets, elles concernent spécialement la communication entre les cellules qui agissent sur le plan physiologique. Ainsi, il est important qu’une grande quantité d’énergie soit impliquée. Par conséquent, cela fait des neurones une cible potentielle dans le cas de troubles métaboliques. Ce dernier se trouve être causé par le stress métabolique ainsi que l’importance des mitochondries, dont le déroulement du bon fonctionnement, dépend d’un phénotype neurologique permanent. De ce fait, il existe des maladies étroitement liées à la mutation de l’ADN mitochondrial.

Généralement, la majorité des processus physiologiques comme la production d’énergie d’ATP, les lipides et le métabolisme des acides aminés impliquent les mitochondries. Par conséquent, la présence d’une dysfonction mitochondriale contribue fortement au mécanisme de dégénérescence. L’établissement d’un lien entre l’entrée en vigueur de cette défaillance et les maladies neurologiques, constitue une nouvelle piste thérapeutique.

L’Alzheimer

La maladie d’Alzheimer résulte de la hausse des mutations dans l’ADNmt. Par ailleurs, la détection d’amyloïde engendre la production d’espèces réactives de l’oxygène.

Maladie de Huntington

Cette maladie est la conséquence d’une mutation. En effet, la huntingtine se trouve être liée à la membrane mitochondriale externe ce qui diminue l’absorption de calcium. Ainsi, le lien avec le p53 cause de la production conduisant à la dépolarisation de la membrane mitochondriale.

Sclérose amyotrophique latérale

Quant à la sclérose amyotrophique latérale, il s’agit de l’agrégation de superoxyde dismutase. Celle-ci est la conséquence d’une mutation due à l’altération mitochondriale.

Maladie de Parkinson

Des tests ont été effectués sur des animaux pour déterminer les liens de la dysfonction mitochondriale avec la maladie de Parkinson. Les souris knock-out possédant des mitochondries détériorées font office de sujets expérimentaux. De ce fait, PINK-1 se définit comme étant une kinase de la matrice mitochondriale codée au sein du noyau. Par ailleurs, la mutation implique la maladie par le biais de la transmission autosomique récessive.

Sources:
https://sante-medecine.journaldesfemmes.fr/faq/34365-maladie-mitochondriale-definition
https://www.doctissimo.fr/sante/dictionnaire-medical/dysfonction-mitochondriale-chez-le-nourrisson