#trendsincellbiology #mécaniquecellulaire #métabolismecellulaire Réciprocité en mécanique et métabolisme cellulaires : sentir la demande / nourrir la demande

Recâblage métabolique dans les cellules mécano-activées. Les cellules mécano-activées reprogramment leur métabolisme pour faire face à leurs demandes anaboliques en croissance rapide. Les cellules peuvent utiliser plusieurs voies métaboliques pour subvenir à leurs besoins métaboliques. Le recâblage du métabolisme du glucose de la phosphorylation oxydative à la voie glycolytique pour fournir les précurseurs de la synthèse des lipides, des acides aminés et des nucléotides, ainsi que de la biosynthèse énergétique (ATP), a été observé dans des cellules cultivées sur une matrice rigide. Cependant, la glycolyse seule est insuffisante pour répondre aux besoins métaboliques des cellules mécano-activées. De plus, les cellules utilisent la glutamine comme source de carbone pour reconstituer le cycle de l'acide tricarboxylique (TCA) (vert). Cela fournit du carbone et de l'azote  comme blocs de construction pour la biosynthèse des macromolécules et soutient le maintien de l'homéostasie redox. De plus, il a été démontré que le système de recyclage de l'ATP créatine-phosphagène est mécanosensible et permet aux cellules de biosynthétiser l'ATP en utilisant l'arginine comme source de carbone. En rouge, enzymes qui ont été signalées comme étant mécanosensibles. Abréviations : CKB, créatine kinase B ; fructose-1,6-BP; fructose-1,6-bisphosphate; GLS, glutaminase ; PFK, phosphofructokinase; 3PG, acide 3-phosphoglycérique.

Des programmes métaboliques altérés et la corruption de l'architecture tissulaire sont des caractéristiques de la maladie. Le contrôle spatio-temporel du comportement cellulaire nécessite la transmission d'informations de la structure complexe des tissus à leurs cellules constitutives. La mécanotransduction cytosquelettique permet cette transmission en détectant les environnements mécaniques et en adaptant les comportements cellulaires. Cependant, ce processus nécessite de l'énergie. Des découvertes récentes ont mis en lumière la relation bidirectionnelle entre les forces mécaniques et les signaux métaboliques en amont et en aval. Nous discutons des progrès récents dans la régulation réciproque ("métabo-réciprocité") qui permet aux cellules d'adapter leurs besoins métaboliques à leur environnement mécaniquement contraint, mais peut également contribuer à une rétroaction ajustable qui favorise la progression de la maladie. Stéphanie Torrino, Thomas Bertero, dans Trends in Cell Biology, publication en ligne en avant-première, 14 février 2022

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Préparation post : NZ

 

#trendsincellbiology #cancer #métabolismecellulaire Métabolisme de l’Azote, Cancer et Immunité

Tumor Environment = Environnement Tumoral
Nitrogen Source (amino acids) = Source d'Azote (acides aminés)
Nitrogen Waste = Rejets d'Azote
Urea = Urée
Uric Acid = Acide Urique
Creatinine = Créatinine
APC = Antigen Presenting Cell = Cellule Présentatrice de l'Antigène
Extracellular Protein = Protéine Extracellulaire
Cancer Cells = Cellules Cancéreuses

Métabolisme de l’Azote au Sein du Microenvironnement Tumoral (TME).

Les sources en Azote sous forme d’acides aminés (AAs) sont une caractéristique commune des cellules cancéreuses, immunitaires, endothéliales, et stromales du TME. Outre les AAs libres, la captation d’azote sous forme de protéines extracellulaires (par micropinocytose) est régulée à la hausse dans le cancer. Le rejet de déchets azotés sous forme d’ammoniaque peut aussi assimilé par les cellules cancéreuses du microenvironnement ; cependant, la question de savoir si un tel phénomène existe dans d’autres types cellulaires reste à élucider. Les cellules tumorales régulent à la hausse le catabolisme intracellulaire du tryptophane et de l’arginine, baissant leurs niveaux dans l’espace extracellulaire. La diminution des taux de tryptophane et d’arginine sur le plan local peut inhiber la prolifération et la fonction des cellules T CD8⁺ effectrices. Il est prouvé que les dérivés cataboliques du tryptophane (kynurenine) favorisent le phénotype régulateur chez les cellules T (Treg). Les cellules stromales résidant au voisinage des cellules cancéreuses peuvent relâcher de l’alanine par autophagie de même que de la glutamine via la glutamine synthétase, qui peut être utilisée par les cellules cancéreuses environnantes. 

L’un des besoins fondamentaux à satisfaire pour la croissance et la prolifération cellulaires est l’apport en azote, et son utilisation doit être étroitement régulée. L’azote peut provenir des acides aminés (AAs) et utilisés à des fins de biosynthèse par des réactions de transamination et déamination. De plus, les disponibilités limitées en azote dans les cellules peuvent interrompre la synthèse des protéines, des acides nucléiques, et d’autres composés azotés. Le recablage du métabolisme cellulaire nécessaire au soutien des processus anaboliques est une caractéristique commune au cancer et aux cellules immunitaires en prolifération. Dans cette revue de littérature, nous discutons de quelle manière l’azote est utilisé dans les voies de biosynthèses et soulignons les différents programmes métaboliques et oncogéniques qui altèrent le flux d’azote permettant de maintenir la production de biomasse et la croissance, caractéristique émergente importante du cancer et de la prolifération des cellules immunitaires. Kiran Kurmi et Marcia C. Haigis, dans Trends in Cell Biology, publication en ligne en avant-première, 10 mars 2020

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

#trendsinendocrinology&metabolism #protéines #phosphorylation #métabolisme #protéomique Phosphorylation des protéines : un mécanisme de commutation majeur pour la régulation métabolique

La phosphorylation est cardinale dans l'activation des enzymes de la régulation du glycogène, élément cardinal de régulation du métabolisme énergétique.
Source iconographique: http://biochimej.univ-angers.fr/Page2/COURS/7RelStructFonction/2Biochimie/3MetabolismGlucose/2Glycogenolyse/1Glycogenolyse.htm

La recherche sur le métabolisme vit aujourd’hui une période de renaissance, du fait qu’un nombre croissant de maladies sont maintenant reconnues et caractérisées comme dues à des perturbations de la régulation du métabolisme intracellulaire. Les changements métaboliques peuvent avoir pour origine des modifications de l’expression d’enzymes du métabolisme, les concentrations en substrat ou produits qui président à la cinétique de réaction ou aux modifications post-translationnelles des protéines, facilitatrices de ces réactions. À l’occasion du 60^ème anniversaire de la découverte de la phosphorylation réversible des protéines, celle-ci est largement considérée comme une modification post-translationnelle des protéines régulatrice du métabolisme. Grâce à la maîtrise de la mesure quantitative des changements dynamiques de la phophorylation des protéines à grande échelle définie - ci après comme phosphoprotéomique – nous entrons maintenant dans une ère nouvelle de la recherche métabolique, avec la protéomique par spectrométrie de masse comme principal outil. Sean J. Humphrey, et al, dans Trends in Endocrinology & Metabolism, publication en ligne en avant-première, 20 octobre 2015

Source : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

Humanine: précurseur de peptides dérivés des mitochondries?

Détail d'une mitochondrie allongée à proximité de membranes du réticulum endoplasmique. (Biosynthèse et localisation des Terpènes - Talence). Image CNRS
Source: http://www.cnrs.fr/cnrs-images/sciencesdelavieaulycee/cellule/popup_metabolisme4.htm

Les mitochondries ont été largement considérées comme des organites, théâtre d’impasses métaboliques au service de la cellule, ou comme des mini-usines pourvoyeuses d’énergie ; exerçant une fonction régulatrice dans la mort cellulaire, en réponse à de complexes signaux. En sa qualité d’entité cellulaire aux fonctions vitales, la mitochondrie communique des informations déterminantes pour le devenir de la cellule ; en retour de celles reçues d’autres organites fonctionnels régnant en son sein. Ces signaux sont identifiés comme signaux de rétrocontrôle, et sont soit codés par le génome, soit des produits du métabolisme mitochondrial.  Ici, nous discutons de l’humanine, le premier petit peptide d’une supposée série de peptides dérivés des mitochondries (PDMs), aux fortes actions cytoprotectrices dans des modèles variés de stress et de pathologies. L’étude de l’humanine et d’autres peptides-signaux mitochondriaux de rétrocontrôle sera d’une aide précieuse dans l’identification de gènes et de peptides potentiellement utiles dans le diagnostic et le traitement de maladies chez l’homme. Changhan Lee, Kelvin Yen, et Pinchas Cohen; in Trends in Endocrinology and Metabolism – 865, online 8 February 2013, in press

Source: Science Direct / Traduction et adaptation: NZ

Couplage mTOR - nutrients cellulaires et homéostasie métabolique de l'organisme

Complexe Sirolimus m-TOR. Source: Wikipédia

La cible du complexe 1 rapamycin (mTORC1) chez les mammifères a la capacité de générer une réponse à une variété de nutrients essentiels par l'altération de processus métaboliques cellulaires. Par conséquent, ce complexe protéine kinase est amené à jouer un rôle dans le maintien des équilibres par le contrôle des changements dûs aux fluctuations des nutrients; avec pour but le maintien d'une homéostasie métabolique de l'organisme entier. On attribue les dysfonctionnements métaboliques dans toute une variété de pathologies métaboliques chez l'homme, y compris le diabète de type 2 aux défauts de régulation de mTORC1 dûs à la diversité physiologique ou génétique.

Nous sommes tout juste au commencement des explorations et identifications des fonctions tissu-spécifiques des fonctions du complexe mTORC1. Dans cette revue, nous relevons en détail toute les connaissances actuelles relatives aux fonctions physiologiques de mTORC1 pour ce qui est du contrôle du métabolisme systémique; en axant nos efforts pour avancer sur les modèles génétiques de souris. Jessica J. Howell, in Trends in Endocrinology and Metabolism 706, 2011, in press

Source: http://www.sciencedirect.com/ / Traduction et adaptation: NZ