Le cholestérol est un composant essentiel de la membrane entourant chaque cellule humaine, malgré sa mauvaise réputation en tant que problème de santé lorsque son taux sanguin est trop élevé. La clé de la santé est d’avoir la bonne quantité de cholestérol aux bons endroits. Le maintien de niveaux appropriés est connu sous le nom d’homéostasie du cholestérol.
Des chercheurs de l’Institute for Integrated Cell-Material Science (iCeMS) de l’Université de Kyoto au Japon ont acquis de nouvelles connaissances sur la façon dont les cellules réalisent l’homéostasie du cholestérol dans la membrane cellulaire. Les conclusions sont publiées dans le Journal de chimie biologique.
Les molécules de cholestérol sont emballées à l’intérieur de la membrane cellulaire à des niveaux qui contrôlent la fluidité, l’épaisseur et la flexibilité de la membrane. Ces caractéristiques sont essentielles pour faire de la membrane une barrière semi-perméable sélective, avec un contrôle crucial sur les substances qui peuvent entrer et sortir des cellules.
« Les perturbations de l’homéostasie du cholestérol peuvent entraîner certaines maladies graves, mais on ne sait pas comment les cellules détectent et réagissent aux changements du taux de cholestérol dans la membrane cellulaire », explique le biochimiste cellulaire iCeMS Kazumitsu Ueda.
Ueda et son collègue Fumihiko Ogasawara ont maintenant révélé le rôle vital de deux protéines dans le maintien d’une distribution appropriée du cholestérol à l’intérieur des cellules et de leurs membranes.
La première protéine, appelée cassette A1 de liaison à l’ATP (ABCA1), transloque le cholestérol à l’intérieur de la membrane. La membrane cellulaire est composée d’une bicouche lipidique, avec des couches internes et externes de molécules grasses (phospholipides, cholestérol et glycolipides) orientées dans des directions opposées.
Une nouvelle idée clé rapportée dans cette étude actuelle est que la protéine ABCA1 contrôle le transfert des molécules de cholestérol de la couche interne à la couche externe. Les chercheurs appellent ce processus « l’effondrement du cholestérol ». Leurs travaux antérieurs ont exploré le rôle de cette protéine dans la facilitation du transfert du cholestérol dans le sang sous la forme de lipoprotéines de haute densité (HDL), parfois appelées bon cholestérol.
Ueda et Ogasawara ont également découvert des détails sur la façon dont une deuxième protéine, la protéine de transfert du cholestérol Aster-A, agit en coopération avec ABCA1 pour maintenir la distribution asymétrique cruciale du cholestérol, avec plus de cholestérol dans la couche externe de la membrane cellulaire que dans la couche interne. Aster-A est situé à l’intérieur de la cellule intégrée dans le réticulum endoplasmique. Lorsqu’il y a une augmentation du taux de cholestérol dans la couche interne de la membrane cellulaire, Aster-A forme un pont transférant le cholestérol de la membrane cellulaire au réticulum endoplasmique.
Les chercheurs décrivent comment la distribution asymétrique du cholestérol dans la membrane lui permet de remplir une fonction de signalisation, influençant d’autres processus cellulaires d’une manière qui dépend du degré d’asymétrie. Ils suggèrent que cela explique pourquoi des défauts dans le fonctionnement normal d’ABCA1 peuvent provoquer une signalisation moléculaire défectueuse pouvant conduire à des cancers et à des maladies auto-immunes.
« Les progrès que nous avons réalisés doivent être exploités pour mieux comprendre toutes les implications de ces processus d’homéostasie du cholestérol sur la santé et la maladie », conclut Ueda. Il espère que cela pourra éventuellement ouvrir de nouvelles voies pour traiter les maladies liées au déséquilibre du cholestérol.
Plus d’information:
Fumihiko Ogasawara et al, ABCA1 et la protéine de transfert du cholestérol Aster-A favorisent une distribution asymétrique du cholestérol dans la membrane plasmique, Journal de chimie biologique (2022). DOI : 10.1016/j.jbc.2022.102702