Mitochondries et ME

Publié: 27 avril 2020
Mise à jour : 29 avril 2020

Cartoon image of Mitochondria

Écrit par John Duncan

L'un des signes les plus caractéristiques de l'encéphalomyélite myalgique (EM) est peut-être l'intolérance à tout type d'effort, qu'il soit de type passif provoqué par l'environnement (entendre une voix, voir des lumières) ou de type effort (soulever une tasse, tenir une conversation). Compte tenu de ce signe bizarre, il est tout naturel que pour beaucoup d'entre nous et de nombreux médecins, la mitochondrie soit un suspect éternel.

Malheureusement, à la fin des années 1990, de nombreuses découvertes précoces concernant les mitochondries, telles qu'une augmentation de l'ARN entéroviral dans les mitochondries musculaires du patient [1], des délétions d'ADN mitochondrial [2][3] et une morphologie mitochondriale anormale [2][4] n'étaient pas suivi ou non reproduit par d'autres études.

Cependant, pratiquement toutes les recherches menées dans les années 1990 et 2000 se heurtent à l'utilisation inappropriée de groupes hétérogènes de patients en raison de mauvaises définitions, de la petite taille des échantillons et de l'expérience diagnostique très variable des enquêteurs de l'étude. Lorsque deux études sont en désaccord, il est souvent difficile de savoir laquelle accepter et laquelle rejeter. Dans le cas des mitochondries, il est très tentant de croire que certains des rapports d'anomalies n'ont pas eu une chance équitable en raison d'études de suivi sélectionnant différents groupes de patients en conséquence des critères de Fukuda ou d'Oxford.

Le besoin de bons critères de sélection dans la pratique

Le problème de la sélection d'une seule image de maladie et non de plusieurs peut être résolu en utilisant des critères de sélection rigoureux tels que les critères de consensus international (ICC). Il peut probablement être diminué en utilisant des critères de sélection qui nécessitent les signes et symptômes cardinaux de l'encéphalomyélite myalgique ; comme les Critères du consensus canadien (CCC). Enfin, si le groupe de patients est très sévère et a été testé pour des diagnostics alternatifs, l'étude est plus susceptible d'être applicable aux patients ME en général. Ceci est supposé parce que de nombreux troubles comme l'apnée du sommeil, les maux de tête chroniques, la douleur chronique non spécifique qui relèvent de critères larges (par exemple, la définition de Fukuda du CDC) ne sont pas susceptibles d'avoir la grave baisse de fonction observée chez les patients les plus mal lotis.

Espérons que l'utilisation de critères rigoureux pour l'EM, des études de plus grande taille et la possibilité de regrouper les patients par étapes temporelles empêcheront les études actuelles de répéter le méli-mélo des dernières décennies.
Récemment, en essayant de développer un test pour ME, le groupe Ron Davis à Stanford a découvert un signal électrique altéré (impédance) dans les cellules des patients lorsqu'ils sont soumis à un stress osmotique [5]. Cela suggère que dans un environnement difficile, les cellules des patients n'ont pas l'énergie nécessaire pour maintenir leurs gradients de tension, contrairement aux cellules normales qui en ont. Outre son utilité en tant que diagnostic, la découverte de Davis implique également une énergie cellulaire déficiente, et donc les mitochondries, chez les patients ME.

D'autres études impliquent directement les mitochondries

Le groupe de Julia Newton à l'Université de Newcastle a découvert une réduction de la fonction des mitochondries [6] chez les patients gravement et modérément atteints. Fait intéressant, ils ont découvert que "la gravité de la maladie n'est pas corrélée à la fonction mitochondriale et même les personnes atteintes d'une forme modérée de la maladie présentent des signes de dysfonctionnement mitochondrial". Cela signifie que la fonction des mitochondries ressemble plus à un interrupteur basculé pour tous les patients qu'à un gradient d'effet ou à une découverte uniquement dans un sous-ensemble. Cependant, les patients gravement atteints présentaient une acidification respiratoire plus importante en raison de troubles de la glycolyse non observés chez les patients modérés. Une interprétation simple serait que l'altération de la fonction mitochondriale est une condition préalable à la maladie, mais que les effets en aval de la maladie peuvent altérer les processus cellulaires vitaux comme la glycolyse.

Une autre nouvelle étude menée par Bhupesh Prusty de l'Université de Würzburg et Robert Naviaux de l'UCSD a découvert que les mitochondries des patients atteints d'EM présentent une fragmentation spectaculaire par rapport aux témoins [7][8].

Dans une expérience avec des cellules de culture avec le HHV-6 latent (contenant l'ADN de l'herpèsvirus humain 6 - mais pas de particules virales réelles), la réactivation chimique du HHV-6 a entraîné la production de plusieurs ARN viraux mais pas de protéines virales majeures. De manière significative, Prusty et Naviaux ont découvert que la réactivation du HHV-6 induisait une fragmentation mitochondriale, des changements oxydatifs et une diminution de la résistance antivirale. Lorsque le fluide de la culture cellulaire des cellules réactivées par le HHV-6 a été transféré dans un nouveau groupe de cellules (non exposées au HHV-6), une fragmentation mitochondriale et des changements oxydatifs se sont également produits dans ces cellules mais avec une résistance antivirale accrue ! [8]

La dernière expérience consistait à transférer non pas du liquide de culture cellulaire infecté par le HHV-6, mais plutôt du sérum sanguin de patients ME vers de nouvelles cellules. Ce transfert de sérum a induit un état identique de fragmentation mitochondriale, de changement oxydatif et de résistance antivirale ! Ces expériences montrent qu'un ou plusieurs types de molécules induites par la réactivation du HHV-6 sont sécrétées dans le liquide externe et peuvent fonctionner pour induire une fragmentation mitochondriale, des changements oxydatifs et des propriétés antivirales dans des cellules distantes. Non seulement cela, mais le sérum des patients atteints d'EM agit exactement de cette manière (ce qui suggère que nous avons un ou des facteurs moléculaires dans notre sang similaires ou identiques à ceux sécrétés par les cellules réactivées par le HHV-6 - et qui causent des dommages nocifs. modifications de nos mitochondries).

Un fil conducteur des découvertes mitochondriales de Davis et de Prusty est la présence d'un facteur sérique, ou de facteurs, qui pourraient être transférés aux cellules de personnes en bonne santé et infliger le phénotype des cellules ME aux cellules du puits. Jusqu'où s'étend ce point commun (par exemple, si le ou les facteurs sériques trouvés dans l'étude d'impédance de Davis sont les mêmes que le ou les facteurs trouvés dans l'étude de Prusty sur la fragmentation mitochondriale) est actuellement inconnue.

Il y a deux implications principales :

  1. Comme un ou plusieurs facteurs sériques sanguins sont suffisants pour induire un état endommagé à faible énergie, cet état peut être réversible si ce facteur - ou ses causes - peut être bloqué ou éliminé de l'organisme.
  2. Comme la fragmentation mitochondriale généralisée est suffisante pour provoquer un état de faible énergie à l'échelle du corps, en utilisant le principe de n'invoquer que les changements nécessaires (Principe de parcimonie), il est logique de supposer que cette fragmentation et cette perte d'énergie cellulaire font partie du mécanisme de base de la maladie dans l'EM.


L'un des aspects passionnants de la recherche sur les mitochondries est que, compte tenu de l'impact généralisé de la santé des mitochondries sur la cellule, une compréhension plus approfondie de nombreuses découvertes et observations anormales antérieures peut être acquise en comprenant les anomalies des mitochondries dans l'EM.

Certaines des découvertes intracellulaires les plus précoces proviennent de la découverte d'une RNase L anormale, clivée, de 37 kiloDaltons et d'une réduction spectaculaire de l'actine dans les cellules des patients par le regretté Robert Suhadolnik [9]. Dans "Chronic Fatigue Syndrome: a Biological Approach" [10], par Kenny De Meirleir et ses collègues, ces découvertes sont étendues à une panoplie de dysrégulation intracellulaire comprenant une activation défectueuse de la RNase L par les dimères 2-5-A produits par les 2- 5'A oligoadénylate synthétase, clivage de la Rnase L par la m-calpaïne et anomalies de l'état cellulaire rappelant l'apoptose incomplètement induite (un processus essentiel d'élimination des cellules aboutissant à la mort cellulaire). Compte tenu du rôle des mitochondries dans l'énergie cellulaire et l'apoptose, on espère que la recherche sur la fragmentation mitochondriale et la recherche sur l'induction antivirale pourront expliquer l'importance de ces découvertes de manière panoramique.

Un indicateur du progrès scientifique est la capacité de placer des observations importantes dans un cadre théorique unique. Les résultats de l'induction de la fragmentation mitochondriale et d'un état de résistance virale cellulaire par le sérum du patient pourraient expliquer l'un de ces résultats : l'altération de la pyruvate déshydrogénase découverte par Fluge et Mella de l'Université de Haukeland, en Norvège. Les découvertes de Prusty ont indiqué que la fragmentation mitochondriale (causée à la fois par le sérum du patient et le surnageant de cellules infectées par le HHV-6) a fortement altéré ce très complexe !

Aussi affamées que puissent être nos propres mitochondries, c'est une période très excitante pour la recherche sur les mitochondries dans l'EM et nous devons nous assurer que ces chercheurs ne manquent pas de financement !

Image of a quote by Prusty and Colleagues

RÉFÉRENCES:

1.) Bowles NE, Bayston TA, Zhang HY, Doyle D, Lane RJ, Cunningham L, Archard LC. La persistance de l'ARN d'entérovirus dans les échantillons de biopsie musculaire suggère que certains cas de syndrome de fatigue chronique résultent d'une myopathie virale inflammatoire antérieure. JMed. 1993;24(2-3):145-60. PubMed PMID : 8409778.

2.) Vecchiet L, Montanari G, Pizzigallo E, Iezzi S, de Bigontina P, Dragani L, Vecchiet J, Giamberardino MA. Caractérisation sensorielle des tissus pariétaux somatiques chez l'homme atteint du syndrome de fatigue chronique. Neurosci Lett. 1996 avril 19;208(2):117-20. PubMed PMID : 8859904.

3.) Chunfang Zhang, Alessandra Baumer, Ian R. Mackay, Anthony W. Linnane, Phillip Nagley, Modèle inhabituel de délétions d'ADN mitochondrial dans le muscle squelettique d'un humain adulte atteint du syndrome de fatigue chronique, Génétique Moléculaire Humaine, Volume 4, Numéro 4, Avril 1995, Pages 751–754

4.) Behan WM, Plus IA, Behan PO. Anomalies mitochondriales dans le syndrome de fatigue postvirale. Acta Neuropathol. 1991;83(1):61-5. PubMed PMID : 1792865.

5.) Esfandyarpour R, Kashi A, Nemat-Gorgani M, Wilhelmy J, Davis RW. Un biomarqueur diagnostique nanoélectronique basé sur le sang pour l'encéphalomyélite myalgique/syndrome de fatigue chronique (EM/SFC). Proc Natl Acad Sci US A. 2019 May 21;116(21):10250-10257. doi : 10.1073/pnas.1901274116. Publication en ligne du 29 avril 2019. PubMed PMID : 31036648 ; PubMed Central PMCID : PMC6535016.

6.) Tomas C, Elson JL, Strassheim V, Newton JL, Walker M. L'effet de la sévérité de l'encéphalomyélite myalgique/syndrome de fatigue chronique (EM/SFC) sur la fonction bioénergétique cellulaire. PLoS One. 10 avril 2020;15(4):e0231136. doi : 10.1371/journal.pone.0231136. eCollection 2020. PubMed PMID : 32275686 ; PubMed Central PMCID : PMC7147788.

7.) https://www.youtube.com/watch?v=yh53AnVNQqw
https://twitter.com/BhupeshPrusty/status/1233508017368436737/photo/1

8.) Schreiner P, Harrer T, Scheibenbogen C, Lamer S, Schlosser A, Naviaux RK et Prusty BK. Réactivation de l'herpèsvirus humain-6, fragmentation mitochondriale et coordination des phénotypes antiviraux et métaboliques dans l'encéphalomyélite myalgique/syndrome de fatigue chronique. ImmunoHorizons 1er avril 2020, 4 (4) 201-215 ; EST CE QUE JE

9.) Suhadolnik, RJ. Voies dérégulées de la 2-5 synthétase/Rnase L/Pkr dans le Cfs. NIH Grantôme. 1997.

10.) DeMeirleir, K. & Englebienne, P. Syndrome de fatigue chronique : une approche biologique. (CRC Press, 2002).

Médias:
Source de l'image (utilisée avec autorisation) : https://twitter.com/BhupeshPrusty/status/123350801736843

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