Pourquoi avons-nous besoin d’un apport
constant en oxygène pour survivre ?
Une grande partie de la réponse se
trouve dans nos mitochondries. Les
mitochondries se trouvent à l’intérieur
de nos cellules et utilisent l’oxygène
pour soutirer l’énergie trouvée dans
les nutriments (tels que les sucres, les
gras et les protéines). Sans oxygène,
nos mitochondries ne peuvent plus
fournir l’énergie nécessaire au bon
fonctionnement de nos cellules, ce qui
entraîne rapidement la mort.
D’où proviennent les mitochondries?
Il y a environ 1,5 milliard d’années,
certaines bactéries ont envahi nos
ancêtres primitifs unicellulaires. Les
grosses cellules de l’époque disposaient
de moyens peu performants pour
produire l’énergie nécessaire à leur
bon fonctionnement. Or, ces fameuses
bactéries étaient équipées d’une
machinerie utilisant l’oxygène pour
produire de façon beaucoup plus
performante cette énergie, donnant
ainsi un avantage indéniable à leur hôte
cellulaire. D’un autre côté, les bactéries
bénéficiaient d’un environnement
protégé riche en nutriments. Ces
bactéries et leur hôte unicellulaire
ont donc développé une véritable
collaboration offrant ainsi aux deux des
avantages quant à leur survie.
À quoi servent les mitochondries?
Graduellement, ces bactéries sont
devenues nos mitochondries.
Aujourd’hui, les mitochondries sont
essentielles au bon fonctionnement de
nos cellules car elles sont responsables
de plusieurs fonctions cruciales pour
les cellules, incluant la conversion de
l’énergie contenue dans les nutriments
sous une forme utilisable par nos cellules,
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la mort cellulaire, la production des
hormones stéroïdiennes, la régulation
des concentrations intracellulaires
de calcium qui est très importante
pour le fonctionnement des cellules
nerveuses et musculaires… Ainsi, tout
dysfonctionnement des mitochondries
peut engendrer une multitude de
maladies, au nombre desquelles le
cancer, le diabète et des maladies
neurodégénératives.
Pourquoi les mitochondries sont-elles
associées à certaines maladies?
La production d’énergie par ces organites
est bien sûr importante pour le corps
humain, mais elle l’est d’autant plus
pour les organes hautement énergivores,
notamment le cœur, les reins, le foie
et le cerveau. Ce dernier, par exemple,
bien qu’il ne représente que 2% de la
masse du corps humain, consomme
près de 20% de l’oxygène absorbé par
le corps. La grande activité de notre
cerveau demande donc un important
travail des mitochondries. Il n’est donc
pas surprenant qu’une altération de
l’activité mitochondriale soit associée à
une diminution des fonctions cognitives
ainsi qu’au développement de plusieurs
maladies neurodégénératives incluant
la maladie de Parkinson et la maladie
d’Alzheimer.
Les mitochondries sont aussi très
importantes car elles contiennent
plusieurs protéines qui peuvent
déclencher la mort cellulaire. Lorsqu’une
cellule devient défectueuse, le corps
humain doit s’en débarrasser. Dans cette
situation, les mitochondries relâchent des
protéines ce qui permet d’induire la mort
des cellules et donc de se débarrasser de
ces mauvaises cellules.
Développer de
nouvelles
approches
thérapeutiques
grâce aux
mitochondries
Décembre 2016 No 16
Le cancer illustre tout à fait l’importance
de bien contrôler les mitochondries.
On sait aujourd’hui que plusieurs types
de cancer sont en partie causés par le
fait que les mitochondries ne sont pas
capables de relarguer ces protéines, ce qui
explique pourquoi les cellules cancéreuses
se multiplient et se maintiennent même
si elles sont défectueuses.
Ces exemples démontrent l’importance
de bien comprendre le fonctionnement
de ces organites. Plusieurs laboratoires
de la Faculté des sciences travaillent
sur différents aspects de la physiologie
mitochondriale. L’équipe du
professeur Étienne Hébert Chatelain
tente notamment de comprendre
l’importance des mitochondries dans le
développement de plusieurs maladies,
incluant le cancer du sein et la maladie
d’Alzheimer. Grâce au soutien de
plusieurs organismes nationaux tels que
le Conseil de recherches en sciences
naturelles et en génie du Canada, la
Fondation canadienne du cancer du
sein et la Société Alzheimer Canada, son
équipe cherche à comprendre comment
certains mécanismes de régulation de
la mitochondrie favorisent l’apparition
de ces maladies, ou à l’inverse, nous
protègent contre ces dernières. Ces
travaux permettront ultimement de
développer de nouveaux traitements
contre les maladies susmentionnées.
Figure ci-dessus. Les mitochondries. Ces
photographies, obtenues à partir de cellules en
culture dans laquelle on a utilisé différents anticorps
pour colorer les mitochondries, illustrent que les
mitochondries sont présentes en grand nombre
dans nos cellules. Elles forment un réseau qui peut
changer de forme selon les conditions
(Image : Etienne Hébert Chatelain).
Photo : Sébastien Blanchard
