Le monoxyde de carbone, un régulateur anti-inflammatoire
Pour prévenir ou lutter contre une inflammation, notre organisme active plusieurs systèmes cellulaires. L'un d'eux est celui de l'hème oxygénase-1 (HO-1), qui réduit le stress oxydatif et inflammatoire. Cette protéine décompose l'hème, un constituant de l'hémoglobine dans le sang, et génère du CO. Des études récentes ont constaté que le CO interagit avec les mitochondries, les organites cellulaires qui génèrent de l'énergie sous la forme d'ATP. Le projet INFLAM-MITO-CO (Mechanistic studies on carbon monoxide (CO)-induced modulation of mitochondrial function in neuroinflammation), financé par l'UE, a testé l'hypothèse selon laquelle l'activité anti-inflammatoire du système HO-1/CO est contrôlée par les mitochondries. L'accent a été mis sur les effets du CO sur le métabolisme et l'état inflammatoire de cellules de la microglie. Ces cellules du système immunitaire du cerveau contrôlent l'inflammation des nerfs. Le laboratoire du projet avait auparavant étudié des molécules libérant du CO (CO-RM) dans les cellules, de manière contrôlée. Les scientifiques voulaient concevoir des molécules dotées d'une double fonction, afin d'optimiser l'activité protectrice du système HO-1/CO. Dans ce contexte, les chercheurs ont synthétisé et caractérisé plusieurs CO-RM, en fonction de leur effet bénéfique sur les cellules de mammifères. Ces molécules ont activé le système HO-1/CO dans des cellules inflammatoires en circulation, des cellules du cœur et de la microglie du cerveau, réduisant l'inflammation. Ces résultats ont démontré la capacité à synthétiser des CO-RM dotées de deux fonctionnalités, et inspiré la synthèse de nouvelles structures chimiques. Dans le cadre des études métaboliques, les scientifiques ont examiné très en détail la fonction des mitochondries, qui utilisent de l'oxygène pour générer de l'énergie dans les cellules. Ils ont constaté qu'une faible teneur en CO découple la consommation d'oxygène et la production d'énergie. Ce découplage est un processus régulateur qui protège les mitochondries contre les effets nocifs du stress oxydatif. Les résultats du projet ont confirmé que le découplage survient lors de l'induction de la protéine HO-1 dans les cellules, montrant que le CO endogène pourrait être responsable de l'effet observé. Ils suggèrent que le CO a une action bénéfique, en modulant directement la fonction des mitochondries. Le projet a généré d'importantes données sur la synthèse et la fonction de nouveaux outils thérapeutiques potentiellement utiles, basés sur le système protecteur HO-1/CO. Ses résultats ont démontré l'importance du CO en tant que modulateur du métabolisme cellulaire, avec d'importantes conséquences pour les médicaments ciblant la réaction inflammatoire.
Mots‑clés
Monoxyde de carbone, inflammation, maladies neurodégénératives, hème oxygénase-1, INFLAM-MITO-CO
