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Groupe Français de Bioénergétique
IMPLICATION D’OPA1 DANS LA REGULATION DU METABOLISME OXYDATIF
Aurélie Millet-Peyrat*, Ambre Bertholet, Oriane Guillemin, Virginie Agier†, Anne
Lombez†, Anne Galinier#, Pascale Belenguer et Noélie Davezac.
Université de Toulouse, Centre de Biologie du Développement/UMR5547 CNRS/Université Paul Sabatier,
Toulouse, France
†Centre de Recherche de l'Institut du Cerveau et de la Moelle, Hôpital de La Salpêtrière, INSERM UMRS 975,
CNRS UMR 7225, UPMC, France
#STROMALab, UMR 5273 UPS CNRS EFS INSERM U1031, Toulouse, France
L’atrophie optique dominante de type 1 (ADOA-1) est une maladie génétique
autosomale dominante caractérisée par la dégénérescence des cellules ganglionnaires de la
rétine, aboutissant à une détérioration modérée à sévère de l’acuité visuelle, pouvant aller
jusqu’à la cécité. Aucun traitement n’est disponible à l’heure actuelle. Des mutations du gène
codant la protéine mitochondriale OPA1 sont responsables de cette rétinopathie. OPA1 est
impliquée dans la morphologie du réseau mitochondrial, a une activité anti-apoptotique et
participe au maintien de l’intégrité du génome mitochondrial. Dans l’équipe, nous nous
intéressons aux mécanismes moléculaires impliqués dans la pathogenèse de l’ADOA-1. Par
conséquent, nous avons analysé les liens potentiels entre le métabolisme oxydatif, la machinerie
énergétique et OPA1.
Nous avons pu montrer que plusieurs enzymes du cycle de Krebs présentent des niveaux
inférieurs et des activités diminuées dans un modèle de cellules HeLa invalidées pour OPA1 par
interférence RNA (SiRNA). Le cycle de Krebs a été étudié : une diminution de la quantité et de
l’activité de plusieurs complexes enzymatiques a été révélée. La chaîne respiratoire a également
été analysée et une diminution de la quantité de sous-unités représentatives des 4 premiers
complexes a été observée. Deux sous-unités de l’ATP synthase sont quant à elles présentes dans
les mêmes proportions que dans les cellules contrôles. Dans ces conditions, nous observons une
inhibition de l’activité de l’aconitase (65% de diminution), une nette augmentation de l’activité
totale des superoxyde dismutases intra-cellulaires (40%) et la translocation nucléaire du facteur
de transcription NRF2.
Ces résultats nous ont donc permis de montrer que les cellules HeLa, dont la quantité d’OPA1
est diminuée, sont dans un état oxydo-réducteur dérégulé (pro-oxydatif). Nous avons par
conséquent, analysé plusieurs cibles du facteur de transcription NRF2 et montré que les
protéines GSTP1 et SOD1 présentent des niveaux augmentés.
Nous avons également utilisé un modèle de neurones embryonnaires de rat en culture
primaire traités par un SiOPA1 ou un Si Contrôle. L’activité de l’aconitase est inhibée de 40%
dans les cellules présentant une diminution de la quantité d’OPA1 (SiOPA1). Les cibles du
facteur de transcription NRF2 sont en cours d’analyse dans ce modèle, les derniers résultats
obtenus seront présentés lors du congrès. Dans ce contexte, nous étudierons également des
fibroblastes de patients atteints de cette pathologie.
La découverte que l’état rédox de la cellule est perturbé en absence d’OPA1 ouvre
également des voies pour la compréhension de la pathogenèse de l’ADOA-1. Les cellules
ganglionnaires de la rétine soumises à l’hypoxie ou aux rayonnements ultra-violets pourraient
basculer d’un état rédox modifié à un stress oxydant délétère pour les cellules et la rétine.
* Correspondance : [email protected]
16ème Congrès du Groupe Français de Bioénergétique Saint Pierre d’Oléron, 21-25 septembre 2011