#Cell #métalloprotéine #GTPase1 #zinc L'activateur de métalloprotéine GTPase 1 régulé par le zinc module l'homéostasie du zinc chez les vertébrés

"En utilisant des approches biochimiques, structurelles, génétiques et pharmacologiques sur des modèles évolutifs divergents, y compris le poisson zèbre et la souris, nous démontrons un rôle essentiel pour les protéines ZNG1 dans la régulation de l'homéostasie cellulaire du Zn"

 

Le zinc (Zn) est un micronutriment essentiel et cofacteur présent dans des proportions allant jusqu'à 10 % des protéines dans les organismes vivants. En cas d’apport limité en Zn, des enzymes spécialisées appelées métallochaperones devraient allouer du Zn à des métalloprotéines spécifiques. Cette fonction a été supposément attribuée aux protéines G3E GTPase COG0523, mais aucune métallochaperone Zn n'a été identifiée expérimentalement dans aucun organisme. Ici, nous caractérisons fonctionnellement une famille de protéines COG0523 qui est conservée chez les vertébrés. Nous identifions la métalloprotéase Zn méthionine aminopeptidase 1 (METAP1) en tant que client COG0523, conduisant à la nouvelle désignation de ce groupe de protéines COG0523 en tant que famille d'activateur de métalloprotéine GTPase régulée par Zn (ZNG1). En utilisant des approches biochimiques, structurelles, génétiques et pharmacologiques sur des modèles évolutifs divergents, y compris le poisson zèbre et la souris, nous démontrons un rôle essentiel pour les protéines ZNG1 dans la régulation de l'homéostasie cellulaire du Zn. Ensemble, ces données révèlent l'existence d'une famille de métallochaperones Zn et attribuent à ZNG1 un rôle important dans le trafic intracellulaire de Zn. Andy Weiss, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 17 mai 2022

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#trendsincellbiology #transsulfuration #homéostasie #cancer La transsulfuration, acteur mineur ou crucial pour l'homéostasie de la cystéine dans le cancer

 

La cystéine est impliquée dans une myriade de processus biochimiques et biologiques, comprenant notamment enzymes mitochondriaux, machinerie de traduction de l’ARNm, le métabolisme des lipides, la synthèse des protéines… Abréviations : ETC, chaîne de transport d'électrons ; GSH, glutathion ; Mito, mitochondrial ; ox., oxydé ; red, réduit ; ROS, espèces réactives de l'oxygène. 

La cystéine, un acide aminé contenant du thiol, est cruciale pour la synthèse de biomolécules contenant du soufre qui contrôlent de multiples activités cellulaires essentielles. Le métabolisme altéré de la cystéine a été lié à de nombreuses oncoprotéines conductrices et suppresseurs de tumeurs, ainsi qu'à des traits malins dans le cancer. La cystéine peut être acquise à partir de sources extracellulaires ou synthétisée de novo via la voie de transsulfuration (TSS). La disponibilité limitée de la cystine dans les fluides interstitiels tumoraux soulève la dépendance possible à la synthèse de novo de la cystéine via la TSS. Cependant, la contribution du TSS au métabolisme du cancer reste très controversée. Sur la base de découvertes récentes, nous offrons de nouvelles perspectives sur cette voie métabolique cruciale mais peu étudiée dans le cancer. Hai-Feng Zang, et al, dans Trends in Cell Biology, 29 mars 2022

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#Cell #santé #paramétrisation Caractérisation de la Santé

Ce schéma représente la compilation de huit paramètres qualitatifs et quantitatifs de la santé proposés dans cette revue de la littérature : intégrité des barrières, confinement des perturbations locales, recyclage et renouvellement, intégration des circuits, oscillations rhythmiques, résilience de l’homéostasie, régulation homéotique, réparation et régénération. Ces données caractérisant la santé sont groupées en trois catégories : compartimentalisation spatiale, maintien de l’homéostasie au fil du temps, et adéquation de la réponse au stress.

La santé est habituellement définie comme une absence de pathologie. Ici, nous nous efforçons de définir sa santé comme un répertoire de caractéristiques organisationnelles et dynamiques de maintien de la physiologie. Les données biologiques de la santé incluent des caractéristiques de compartimentalisation spatiale (intégrité de barrières et de confinement des perturbations locales), maintien de l’homéostasie au fil du temps (recyclage et renouvellement, intégration des circuits, et oscillations rhythmiques), ainsi que tout un faisceau de réponses adéquates au stress (résilience homéostatique, régulation homéotique, et régénération et réparation). Il suffit de l’interruption d’une seule de ces fonctionnalités imbriquées les unes dans les autres par nature, pour passer d’un état sain à un état pathologique, causant un déraillement aigu ou progressif du système couplé à la perte d’un bon nombre d’indicateurs de santé. Carlos López-Otín, Guido Kroemer, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 18 décembre 2020

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#Cell #macrophagesalvéolaires #bactéries La Surveillance des Macrophages Alvéolaires Dissimulent les Bactéries du Système Immunitaire pour Maintenir l’Homéostasie

Comportement(s) des Macrophages Alvéolaires
Keep alveoli free of debris = Maintien des alvéoles nettoyées de leurs impuretés
Inhaled Bacteria = Bactéries Inhalées
Secondary Bacterial Infection = Infection Bactérienne Secondaire

Au cours du cycle respiratoire, les être humains aspirent plus de 10 000 lites d’air non stérile chaque jour, permettant à certains pathogènes d’accéder aux alvéoles. Chose intéressante, le nombre d’alvéoles dépasse celui des macrophages alvéolaires (AMs), cela a pour résultat la présence d'un nombre important d'alvéoles dépourvues d’AMs. Si les AMs sont sessiles comme la plupart des macrophages tissulaires, cet avantage numérique devrait être "exploité" par des pathogènes; sauf intervention des neutrophiles de la circulation sanguine; se traduisant en une inflammation persistante. Le développement in vivo de l’imagerie intravitale en temps réel a révélé une progression rampante d’AMs à l’intérieur et entre les alvéoles à l’aide des pores de Kohn. Il est important de noter que ces macrophages présentent une sensibilité spécifique à la chimiotaxie des pathogènes bactériens comme P. aeruginosa et S. aureus, les phagocytent et les rendant ce faisant indétectables des neutrophiles. L’altération de la chimiotaxie des AMs vis-à-vis des bactéries induit un recrutement superflu des neutrophiles, conduisant à une inflammation inappropriée et des lésions. Dans ce contexte pathologique, on a observé qu’une infection au virus de la grippe A altère la progression rampante des AMs par l’intermédiaire de la voie de signalisation des interférons de type II ; et que cela augmente beaucoup la fréquence les co-infections bactériennes secondaires. Arpan Sharma Neupane, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 3 septembre 2020

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#Cell #cycleglucoseacidegras #leptine #glucose #homéostasie La leptine soumet le cycle du glucose-acide gras à régulation pour maintenir l’homéostasie du glucose pendant le jeune

Net hepatic glycogenolysis = Glycogénolyse hépatique nette
Plasma glucose / insulin = Glucose / Insuline plasmatique
Plasma glucose = Glucose plasmatique
Hepatic pyruvate = Pyruvate hépatique
Plasma leptin = Leptine plasmatique
Hepatic acetyl-CoA = Acétyl CoA hépatique
Ketogenesis = Cétogénèse
HPA axis activity = activité de l'axe hypothalamo - pituitaire - surrénal
lipolysis = lipolyse
WAT = Tissu Adipeux Blanc

La transition de l’état de satiété à un état à jeun implique la transition d’un métabolisme glucidique activé à un métabolisme des lipides activé, dont on sait que la régulation dépend principalement des niveaux d’insuline plasmatique. Ici, nous montrons chez le rat vigile que l’insulinopénie en soi n’en est pas responsable ; mais qu’en revanche, à la fois une hypoleptinémie et une insulinopénie sont nécessaires à cette transition métabolique. De plus, nous montrons que l’hypoleptinémie soumet le cycle du glucose et de l’acide gras à régulation par l’activation de l’axe hypothalamique - pituitaire - surrénal, résultant en une augmentation des taux de lipolyse au niveau du tissu adipeux blanc (WAT) et des contenus hépatiques en acétyl-coenzyme A (CoA) augmentés, essentiels pour le maintien de la néoglucogénèse au cours du jeune. Nous montrons aussi qu’au cours d’un jeune prolongé, la limitation des substrats due aux niveaux diminués du cycle glucose-alanine a pour effet de diminuer les taux mitochondriaux d’anaplérose, d’oxydation et de néoglucogénèse. Prises dans leur ensemble, ces données permettent l’identification d’un contrôle du cycle du glucose et de l’acide gras par la leptine intégrant des réponses musculaires, adipeuses et hépatiques pour promouvoir une transition d’un métabolisme glucidique activé à un état du métabolisme lipidique activé ; et du maintien de l’homéostasie du glucose au cours du jeune. Rachel J. Perry et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 4 janvier 2018

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Le “P” et les quatre “Rs” de l’action des glucocorticoïdes en rapport avec l’inflammation : Préparer, Renforcer, Réprimer, Résoudre, et Restaurer

Mécanismes de l'action anti-inflammatoire des corticoïdes. Les GC traversent la membrane cellulaire [1] et se fixent sur leurs récepteurs (GCR). Les récepteurs activés vont inhiber la synthèse des protéines inflammatoires (cytokines, cyclooxygénases, protéases...) en bloquant la fixation des facteurs de transcription (NF-KB, AP1...) au niveau des promoteurs des gènes codant pour ces protéines [2] mais surtout en bloquant directement la transcription des gènes codant pour les protéines, en diminuant l'acétylation des histones (mécanisme clé de la transcription) par l'inhibition de l'activité des enzymes d'acétylation des histones (HAT) et en recrutant des enzymes de déacétylation des histones (HDAC) [3]. La diminution de l'acétylation des histones va arrêter progressivement la transcription (blocage de l'action du complexe de transcription représenté par Pol II) et donc la synthèse des ARNm et des protéines inflammatoires correspondantes [4]. In Revue Française d'Allergologie et d'Immunologie Clinique Volume 45, Issue 5, September 2005, Pages 416 - 421
Source: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0335745704003132

Les glucocorticoïdes sont essentiels au maintien de l’homéostasie ; ils soumettent à régulation une très grande variété de processus physiologiques. Sur le plan thérapeutique, les glucocorticoïdes de synthèse sont largement prescrits pour le traitement de l’inflammation, des troubles auto-immuns et des lymphopathies malignes. Dans cette revue, nous faisons l’examen des données récentes de mise en évidence des effets pro-inflammatoires et anti-inflammatoires des glucocorticoïdes sur le système immunitaire naturel et acquis. Nous incorporons ces données nouvelles au rôle anti-inflammatoire traditionnellement attribué aux glucocorticoïdes, et expliquons comment deux processus, distincts en apparence, agissent en harmonie et de concert pour gérer les réponses cellulaires aux stimuli inflammatoires. Ces idées fournissent un cadre dans lequel les glucocorticoïdes Préparent et Renforcent le système immunitaire naturel; et Répriment le système immunitaire acquis, pour aider à Résoudre l’inflammation et Restaurer l’homéostasie. John M. Busillo et John A. Cidlowski, in Trends in Endocrinology and Metabolism – 850, online 8 January 2013, in press

Source: Science Direct / Traduction et adaptation: NZ

Hypothèse de l’Information dans l’évolution de l’homéostasie

Exemple d'un système de contrôle de l'homéostasie en biologie : actions des hormones gastrointestinales sur les tissus clés du contrôle de l'homéostasie du glucose. GIP et GLP-1 sont des stimulateurs de la biosynthèse de l'insuline, de sa sécrétion et de la viabilité des cellules beta-pancréatiques. GLP-1 a d'autres actions, notamment l'inhibition de la sécrétion de glucagon, de la vidange gastrique, et de stimulation de la prise alimentaire. Le GIP a un effet direct sur les adipocytes et le stockage de l'énergie. Par contre, la CCK et la gastrine n'exercent pas d'action sur la régulation du glucose sanguin, mais pourraient jouer un rôle important dans la néogénèse des ilôts. In Diabetes & Metabolism, Volume 34, Issue 6, December 2008, Pages 550-559
Source:   http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1262363608001961

Un point de vue dominant chez les physiologistes est que l’homéostasie est vouée à la protection de l'organisme contre les variations des facteurs physiologiques qui lui sont préjudiciables. Ici, nous proposons l’hypothèse selon laquelle l’homéostasie agit également dans la minimisation du bruit des chaînes physiologiques. Les fluctuations propres aux facteurs physiologiques constituent un « bruit » dont le vivant ne peut s’échapper, corrompant le transfert d’information à travers les systèmes physiologiques. Nous appliquons la théorie de l’information à l’homéostasie pour développer deux idées connexes. Premièrement, la régulation homéostasique crée un contexte physiologique calme pour la transmission des informations physiologiques de toutes sortes. Deuxièmement, la performance de tout système d’homéostasie influence le traitement de l’information relative à d’autres systèmes d’homéostasie. Cette dépendance implique que les systèmes multiples d’homéostasie, incorporés au sein des organismes pris individuellement, devraient montrer des effets non additifs forts. H. Arthur Woods, and J. Keaton Wilson , in Trends in Ecology and Evolution – 1638, online 19 November 2012, in press.

Source: Science Direct / Traduction et adaptation: NZ 

Oxystérols comme régulateurs non-génomiques de l'homéostasie du cholestérol




L'oxygénation du cholestérol primaire est médiée par différentes espèces de cytochromes P450, ou non-enzymatiquement stimulée par la présence d'oxygène réactif. L'oxygénation du cholestérol en 25-hydroxycholestérol est catalysée par la 25-hydroxylase, une ferroprotéine non-hémique. Les oxystérols les plus importants présents dans la circulation sanguine chez l'homme sont soulignés. In J.Clin.Invest. 2002; 110 (6): 725-730. Source: www.jci.org/articles/view/16388/figure/1

La régulation serrée du cholestérol cellulaire et plasmatique est cruciale au fonctionnement cellulaire approprié; du fait qu'un excès de cholestérol libre est toxique pour les cellules et associé au développement de l'athérosclérose et des maladies cardiaques. L'homéostasie du cholestérol est soumise à régulation par des dérivés du cholestérol oxygénés par réaction enzymatique, appelés oxystérols. 

Bien que les effets des oxystérols sur les voies de signalisation transcriptionnelle soient bien décrits, les mécanismes non transcriptionnels par lesquels les oxystérols exercent leur aigüe modulation sur les niveaux de cholestérol cellulaire sont moins bien connus. Nous présentons des évidences émergentes qui suggèrent que les propriétés des oxystérols au niveau de la biophysique des membranes sous - tendent, de fait, leur fonction de régulateurs aigus du cholestérol; et discutons du contrôle des taux de cholestérol en situation physiologique et en situation pathophysiologique. Agata Bielska et al, in Trends in Endocrinology and Metabolism - 768, online 11 January 2012, in press

Source: http://www.sciencedirect.com/ / Traduction et adaptation: NZ

Détection des lipides dans l'intestin, le cerveau et le foie






Shéma représentant les thématiques de recherche de l'U866 (Lipides - Nutrition - Cancer) de l'INSERM. Lipides, lipidorécepteurs, plasticité intestinale, et santé sont les maîtres mots de la thépatique de recherche de notre équipe. Nous étudions plus particulièrement l'implication des Lipid Binding Protéins (LBP) du tractus oro-digestif dans la détection, le captage, et le métabolisme des lipides alimentaires.
Source:inserm-u866.u-bourgogne.fr/.../recherche_06.html

La hausse des lipides de l'organisme affecte l'énergie et l'homéostasie du glucose. Des organes comme l'intestin, le cerveau et le foie, peuvent détecter une élévation du niveau des lipides, et orchestrer des réponses sur les plans physiologique, biochimique, moléculaire, neuronal et physiologique qui peuvent altérer l'appétit et le taux de production hépatique de glucose. Les facteurs impliqués dans ces réponses sont peu connus, mais la formation des lipides estérifiés (acylCoA à chaînes longues) et l'activation protéine kinase Cdelta qui en résulte demeure un mécanisme commun aux trois organes.

Nous discutons dans le présent article des mécanismes qui sous-tendent la détection lipidique au niveau de l'intestin, du cerveau et du foie, ainsi que de leur impact physiologique sur la régulation du glucose et de l'homéostasie de l'énergie. Brittany A. Rasmussen et al, in Trends in Endocrinology and Metabolism - 765, online 12 December 2011, in press

Source: http://www.sciencedirect.com/ / Traduction et adaptation: NZ

Canalisation de la glycémie: variations dans les canaux ioniques et perturbation de l'homéostasie du glucose

"Les effets sur les niveaux de glucose incluent notamment son absorption à partir de l'intestin et son relâchement par le foie. Ce dernier a lieu par catabolisme du glycogène et par néoglucogénèse; ces deux voies étant inhibées par l'insuline. Le glucose est retiré du système par sa captation par les cellules, plus particulièrement les cellules des muscles et les cellules du tissu adipeux, par un processus qui requière l'insuline. Des résultats récents montrent que le Système Nerveux Central (SNC) possède aussi des sensors au glucose agissant sur la glycémie, soumettant partiellement la néoglucogénèse à régulation."
Source iconographique et légendaire: Evan D. Rosen and Bruce M. Spiegelman - Nature 444, 847-853 (14 December 2006)
Brain=Cerveau
Diet=Alimentation
Intestine=Intestin
Glucose=Glucose
Liver=Foie
Fat=Tissu adipeux
Muscle=Muscle
Insulin=Insulin
Pancreas=Pancréas

Le maintien de l'homéostasie du glucose dans le sang est un processus complexe, dépendant de la sécrétion des hormones des ilôts du pancréas. La sécrétion hormonale est couplée à l'entrée du calcium dans les cellules des ilôts, résultat de l'activité électrique régénérative de ces cellules. Donc, les mécanismes ioniques soumettant l'entrée du calcium dans les cellules des ilôts à régulation sont cruciaux pour le maintien de l'homéostasie du glucose. Des études d'association sur le genome entier (GWAS) ont permis l'identification de polymorphismes nucléotidiques simples (SNPs), incluant cinq sous-unités de gènes, localisées dans les canaux ioniques, ou associées aux canaux ioniques; montrant ce faisant une association avec les pathologies humaines caractérisées notamment par des dysglycémies.

Cette revue de littérature met l'accent sur les polymorphismes et les mutations des gènes codant pour les canaux ioniques associés aux perturbations de l'homéostasie du glucose chez l'homme; discutant également de leur potentiel rôle de modulateur de la sécrétion des hormones des ilôts. Jerod Scott Denton and David Aaron Jacobson, in Trends in Endocrinology and Metabolism - 756, online 29 november 2011, in press

Source: http://www.sciencedirect.com/ / Traduction et adaptation: NZ