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La signalisation cellulaire du calcium vue par les nanosciences

Les ions calcium (Ca2+) sont essentiels pour le métabolisme et la communication des cellules. Les chercheurs d'un projet européen ont élucidé les mécanismes de base du stockage et du transport des ions Ca2+ dans la cellule.
La signalisation cellulaire du calcium vue par les nanosciences
Les cellules vivantes absorbent sans cesse les ions et les molécules dont elles ont besoin, à partir de leur environnement. Ce transport se poursuit au niveau des compartiments cellulaires limités par des membranes comme le noyau, le réticulum endoplasmique et les mitochondries.

Le projet QUMOCA (Quantitative modelling of calcium signalling in vascular smooth muscle nanojunctions), financé par l'UE, a étudié le mécanisme de l'entrée du Ca2+ extracellulaire dans le réticulum endoplasmique, l'organite qui assure principalement le stockage de ces ions dans les cellules de mammifères. Le but du projet était d'élucider la communication entre les organites sur les sites de contact de la membrane, ainsi que leur architecture à l'échelle nanométrique.

Les chercheurs ont commencé par caractériser des lignées de cellules de l'endothélium vasculaire, constatant que leur potentiel membranaire était un facteur majeur des échanges de Ca2+. Poursuivant par une caractérisation électrophysiologique, ils ont révélé l'impact potentiel des conditions cellulaires courantes sur le fonctionnement du système d'échange de Ca2+ du réticulum endoplasmique.

Grâce aux résultats des expériences, les scientifiques ont conclu que les nanojonctions entre la membrane plasmique et le réticulum endoplasmique étaient essentielles à l'homéostasie des ions calcium. Pour soutenir cette conclusion après les mesures fonctionnelles, ils ont continué par des travaux d'imagerie au microscope électronique par transmission.

La principale conclusion du projet est que la signalisation Ca2+ depuis l'extérieur des cellules de l'endothélium vasculaire se fait via des nanojonctions entre la membrane de la cellule et le réticulum endoplasmique. Le transport lui-même est régulé par deux ensembles de protéines: les échangeurs de Na+/Ca2+ et les canaux Ca2+ Orai qui sont activés lors de l'épuisement des réservoirs de Ca2+ du réticulum endoplasmique.

Les nouvelles données recueillies ont constitué une base solide pour la conception de modèles quantitatifs des courants d'ions au niveau des jonctions. Ces modèles permettront de mieux comprendre les mécanismes de base de la pathophysiologie chez l'homme.

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Mots-clés

Ca2+, membrane, réticulum endoplasmique, nanojonctions, QUMOCA, canaux Ca2+ Orai
Numéro d'enregistrement: 190697 / Dernière mise à jour le: 2016-12-14