Des pompes à calcium récemment découvertes : la clé de la communication cellulaire !

Des pompes à calcium récemment découvertes : la clé de la communication cellulaire !

Les dernières recherches sur la mécanique du transport du calcium dans le corps humain pourraient avoir des implications considérables pour la science médicale. Une équipe internationale dirigée par le Dr Uwe Schulte, responsable de l'étude, de l'Université de Fribourg, a récemment décodé le principe fonctionnel des pompes à calcium à l'intérieur de la cellule. Ces pompes sont cruciales pour réguler les niveaux de calcium, essentiels à la fois à la communication cellulaire et à de nombreux processus physiologiques. Les résultats de cette étude ont été publiés le 20 août 2025 dans la revue spécialisée Communications naturelles publié.

Calcium (environ²⁺) agit à la fois comme nutriment et comme signal dans l’organisme. Pour générer les signaux corrects pour diverses réponses physiologiques, une homéostasie précise du calcium est cruciale. Les types d’ATPases de calcium dans les membranes intracellulaires ont des taux de renouvellement de seulement quelques dizaines de cycles par seconde. Pour mesurer les concentrations de calcium, les scientifiques ont utilisé des canaux potassiques activés par le calcium comme capteurs ultrarapides. Ils ont ainsi pu déterminer avec précision la vitesse de transport des pompes à calcium.

Résultats détaillés de l'étude

La microscopie électronique des membranes cellulaires a révélé des densités d'environ 55 complexes de pompe par micromètre carré. Fait intéressant, les pompes à calcium interagissent avec le lipide membranaire PtdIns(4,5)P2, permettant une liaison et une libération rapides des ions calcium. Sans cette liaison lipidique, le processus de transport ralentit considérablement. Les analyses des mutations dans la structure de la pompe ont confirmé ces résultats.

De plus, les chercheurs ont utilisé la thapsigargine, un inhibiteur connu de la pompe à calcium, pour bloquer le site de liaison de PtdIns(4,5)P2. Cela limitait considérablement l’activité de pompage. Ces connaissances sur la structure 3D des complexes de pompes et la régulation dépendante des lipides pourraient fournir des approches prometteuses pour de nouveaux médicaments visant à optimiser le transport du calcium et le traitement du signal, traitant potentiellement des maladies associées à une carence ou à un excès de calcium.

Contexte et perspectives futures

La signalisation calcique est essentielle non seulement pour les humains mais aussi pour d’autres organismes eucaryotes. Les résultats de la recherche montrent que les mécanismes de transport du Ca²⁺dans les différents règnes eucaryotes ont évolué au fil de l'évolution. Ces études sont importantes pour comprendre les défis et les complexités de la signalisation du calcium dans les Ca spécialisés.²⁺-Les protéines de liaison et les signatures sont définies. Il existe de nombreux projets nationaux et internationaux qui abordent les bases du transport du calcium et prennent en compte des études comparatives entre champignons, animaux et plantes, comme PubMed signalé.

Les chercheurs impliqués proviennent de plusieurs institutions, dont l'Institut Max Planck de physiologie moléculaire. Le professeur Bernd Fakler de l'Université de Fribourg ainsi que ses collègues le professeur Stefan Raunser et le professeur Heiko Rieger ont apporté une contribution significative à la recherche sur le fonctionnement des pompes. Leurs travaux fournissent un cadre complet qui ouvre des perspectives à la fois théoriques et pratiques sur la signalisation calcique.