FEVRIER 2003

Les belles promesses des protéines de stress

C'était il y a quarante ans (en 1962), des chercheurs découvraient après le chauffage inopportun de cellules de glandes salivaires de mouches (drosophiles) l'apparition dans ces cellules de nouvelles protéines (La matière vivante est composée de molécules appelées "protéines " qui sont comme les briques de construction d'une maison : indispensables à l'édification des murs. Ces molécules de grande taille peuvent se scinder en parties plus petites nommées " peptides ", qui elles-mêmes se coupent en molécules encore plus petites : " les acides aminés ". L'albumine de l'œuf (substance translucide qui coagule sous l'effet de la chaleur ou se transforme en neige en la battant) est un exemple type de protéine. Il en existe des milliers de sortes, différentes selon les acides aminés qui les composent.). Appelées initialement HSP (pour Heat Shock Proteins, littéralement protéines de choc de chaleur), ces protéines sont désormais dénommées " protéines de stress " puisqu'il s'est avéré que le même mécanisme se mettait en route chaque fois que les cellules rencontraient une situation compromettant leur survie. En cas, par exemple, d'augmentation de température, mais également d'exposition à des métaux lourds, aux UV, au manque d'oxygène ou de glucose, en cas d'infection et/ou d'apport d'antibiotiques…

Ces protéines, élaborées lors du premier stress rencontré, induisent une tolérance face aux agressions futures. Ce mécanisme de résistance explique la survie des espèces tout au long de l'évolution ainsi que leur adaptation à des conditions environnementales très difficiles comme la sécheresse, voire la dessiccation, des froids extrêmes…

Les recherches avançant et le nombre de protéines de stress découvertes ne cessant d'augmenter (on en dénombre une trentaine actuellement), on les a classées en fonction de leur poids moléculaire en quatre familles : les HSP27, les HSP60, les HSP70, les HSP90.

Les molécules chaperons

Les HSP sont produites chaque fois que les protéines qui constituent la cellule ne présentent pas ou plus leur conformation normale, soit parce qu'elles ont dès le départ été mal codées, soit parce qu'elles ont subi un stress. En bonnes ménagères, les HSP s'accrochent à ces protéines appelées "dénaturées " pour en prévenir l'agrégation (Les protéines présentent naturellement une structure dans l'espace qui prend l'apparence de chaînes. Quand elles sont " dénaturées ", cette configuration spatiale se transforme: les chaînes se replient sur elles-mêmes, formant des agrégats), afin de les reformater quand c'est possible ou les éliminer (en les transférant ailleurs) quand les dommages causés sont trop importants. Ces bons offices valent aux HSP d'être baptisées molécules chaperons.

On est loin de tout connaître de l'action des HSP, mais déjà ce que l'on en sait laisse pressentir de nombreuses applications. Dans le domaine des pollutions d'abord (lire interview page 38), pour identifier les substances polluantes et mesurer leur effets sur les êtres vivants. En thérapeutique ensuite, puisque certaines affections dégénératives se caractérisent par une dénaturation des protéines (c'est le cas lors de la formation des plaques d'athérome, de la cataracte, de la maladie de Creutzfeldt-Jakob, de la maladie d'Alzheimer…).

" De plus nous avons démontré, explique le Pr André-Patrick Arrigo, directeur de recherche au Centre national de recherche scientifique, dépendant de l'Université Claude Bernard de Lyon I, qu'elles étaient anti-apoptiques, c'est-à-dire qu'elles luttaient contre la mort déclenchée des cellules." Les HSP agiraient au niveau des mitochondries (structures présentes dans les cellules et qui servent de centrale énergétique ainsi que de centre décisionnel entre survie ou mort cellulaire) en les protégeant contre les radicaux libres (auxquels on attribue le phénomène de vieillissement). " Tant les HSP70 que les mitochondries joueraient, de ce fait, un rôle déterminant dans l'évolution des phénomènes inflammatoires, évolution qui influe sur la mort cellulaire ", lit-on dans un article scientifique de la revue médecine/sciences (médecine/sciences n° 1, vol 14, janvier 1998). À ce titre les protéines de choc participent d'un effet anti-inflammatoire particulièrement intéressant.

Une idée séduisante

L'idée d'utiliser des substances capables d'induire la formation de HSP ou d'accélérer leur rapidité d'intervention est la conséquence logique de ces découvertes. " Les algues, parce qu'elles doivent, en raison des marées, s'adapter à des variations importantes de leur environnement (sel, pluie, sécheresse…), nous ont semblé une piste intéressante ", explique Flore Martin, responsable scientifique des laboratoires PiLeJe. Des extraits de Porphyra umbilicalis, une algue rouge alimentaire présente sur les côtes bretonnes, ont été testés sur deux types de cellules humaines: l'une qui ne possède pas beaucoup de spécificité cellulaire, l'autre qui se rapproche des kératocytes (cellules de la peau). " En présence d'extraits de Porphyra, ces cellules ont montré une augmentation significative des protéines de stress (HSP-27-60 et 70) dès lors qu'elles étaient soumises à un choc thermique ou exposées à des ultraviolets, ajoute encore Flore Martin. Ce qui va dans le sens d'une protection des cellules, les HSP étant alors induites plus rapidement et en plus grande quantité. "

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Cécile Baudet

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