Le propofol est le médicament le plus couramment utilisé pour induire une anesthésie générale. Malgré son application clinique fréquente, on comprend mal exactement comment le propofol provoque une anesthésie.
Dans une nouvelle étude publiée dans Biologie Moléculaire de la Cellule, une équipe de chercheurs du Rensselaer Polytechnic Institute a identifié un effet jusqu’alors inconnu du propofol sur les neurones. L’étude a révélé que l’exposition au propofol avait un impact sur le processus par lequel les neurones transportent les protéines, les biomolécules qui remplissent la plupart des fonctions cellulaires, vers la surface cellulaire.
Presque toutes les cellules animales, y compris les cellules humaines, sont hautement compartimentées et reposent sur un mouvement efficace du matériel protéique entre les compartiments. Les protéines sont déplacées de leur site de synthèse à l’endroit où elles remplissent leur fonction dans de petits transporteurs appelés vésicules. Ce transport doit être efficace et hautement spécifique pour maintenir l’organisation et la fonction cellulaires.
L’équipe de recherche était dirigée par le Dr Marvin Bentley, professeur adjoint au Département des sciences biologiques, dont le laboratoire étudie le transport des vésicules dans les neurones. Les neurones dépendent particulièrement du transport des vésicules car les axones, qui sont souvent organisés en faisceaux nerveux, peuvent s’étendre sur des distances allant jusqu’à 1 mètre chez l’homme. Des erreurs dans le transport des vésicules ont été liées à des maladies neurodéveloppementales et neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.
Cette nouvelle étude a révélé que le propofol affecte une famille de protéines appelées kinésines. Les kinésines sont de petites « protéines motrices » qui déplacent les vésicules sur de minuscules filaments appelés microtubules.
L’équipe du Dr Bentley a observé que le mouvement des vésicules de deux kinésines importantes, la kinésine-1 et la kinésine-3, était considérablement réduit dans les cellules exposées au propofol. L’équipe a ensuite montré que les retards de transport induits par le propofol entraînaient une diminution significative de l’apport de protéines aux axones.
« Le mécanisme par lequel le propofol fonctionne n’est pas entièrement compris », a déclaré Bentley. « Ce que nous avons découvert était inattendu : le propofol a modifié le trafic de vésicules dans les neurones vivants. »
Dans l’ensemble, la recherche contribue de manière significative à notre compréhension du fonctionnement du propofol. La plupart des études portant sur le mécanisme anesthésique du propofol se sont concentrées sur son interaction avec un canal ionique appelé récepteur GABAA, qui inhibe la neurotransmission lorsqu’il est activé.
Cette nouvelle étude démontre que le transport des vésicules est un mécanisme supplémentaire qui peut être important pour l’effet anesthésique du propofol. La découverte de ce nouvel effet du propofol a d’importantes applications pour la santé humaine et pourrait conduire au développement de meilleurs médicaments anesthésiques.
« En utilisant des technologies d’imagerie cellulaire vivante de pointe, l’équipe du Dr Bentley a approfondi notre compréhension du mécanisme d’action d’un médicament largement utilisé qui a déjà un impact quotidien sur la santé humaine », a déclaré Curt M. Breneman. , doyen de l’École des sciences. « Les recherches du Dr Bentley pourraient ouvrir la voie au développement de composés apparentés qui utilisent ces mêmes mécanismes pour cibler les maladies neurodégénératives débilitantes. »
En plus du Dr Bentley, l’étude a été co-écrite par le Dr Susan P. Gilbert, chef du département des sciences biologiques de Rensselaer, et les doctorants Madeline Frank et Alec T. Nabb.
Plus d’information:
Madeline Frank et al, Propofol atténue le transport et la fusion des vésicules axonales médiées par la kinésine, Biologie Moléculaire de la Cellule (2022). DOI : 10.1091/mbc.E22-07-0276