Au cœur de la nouvelle étude se trouve le calcium, qui est présent dans toutes nos cellules et qui est une sorte de gardien : une augmentation du calcium dans nos cellules ouvre des “portes” ou des “canaux” qui sont nécessaires à la production et à la sécrétion de fluides comme la salive. Si le calcium n’augmente pas à l’intérieur des cellules, les portes ne s’ouvrent pas, un problème qui se produit dans des maladies comme le syndrome de Sjögren. Les patients atteints du syndrome de Sjögren ont la bouche sèche en raison d’un manque de salive et ont des difficultés à mâcher, à avaler et à parler, ce qui nuit gravement à leur qualité de vie.

Depuis 15 ans, David I. Yule, docteur en médecine, professeur au département de pharmacologie et de physiologie de l’école de médecine et de dentisterie de l’Université de Rochester, étudie le rôle du calcium dans le syndrome de Sjögren et d’autres troubles dans lesquels le calcium et les sécrétions sont perturbés, comme la pancréatite aiguë. Dans cette nouvelle étude, il répond à une question importante qui a laissé les scientifiques perplexes pendant des années : que faut-il pour qu’un canal calcique particulièrement important s’ouvre et déclenche ces processus ?

Les scientifiques savent que la présence d’une protéine appelée récepteur IP3 est nécessaire pour augmenter le calcium et générer des canaux dans de nombreuses cellules, si ce n’est toutes, mais le récepteur IP3 est complexe. Un canal est créé à partir de quatre unités identiques dans le récepteur IP3, et on ne savait pas combien d’unités individuelles devaient être engagées pour que le canal fonctionne.

En utilisant des techniques avancées de génie moléculaire et d’édition de gènes pilotées par Kamil Alzayady, Ph.D., professeur assistant de recherche dans le laboratoire de Yule, ils ont découvert que, sans exception, les quatre parties doivent être activées (allumées) pour que le calcium augmente dans une cellule et commence des processus comme la sécrétion de fluide. Le professeur Yule pense que cette caractéristique garantit que le canal calcique ne s’ouvre que dans des conditions strictes qui entraînent des sécrétions, évitant ainsi les événements nuisibles qui se produiraient si le canal pouvait s’ouvrir plus facilement. (Paradoxalement, trop de calcium est également mauvais et peut conduire à des processus qui tuent les cellules, il n’est donc pas surprenant que les cellules gardent un contrôle étroit sur les niveaux de calcium.)

“Cette élégante étude des Drs Alzayady et Yule utilise une approche très intelligente pour répondre définitivement à une question de longue date dans les domaines de la signalisation calcique et de la sécrétion”, a déclaré Robert T. Dirksen, Ph.D., professeur titulaire de la chaire Lewis Pratt Ross et président du département de pharmacologie et de physiologie de l’école de médecine et de dentisterie de l’université de Rochester. “Les résultats ont de larges implications non seulement sur la façon dont le calcium est contrôlé dans les cellules, mais aussi sur la compréhension de divers troubles sécrétoires humains qui vont de la sécheresse buccale à la pancréatite.”

“Notre espoir est qu’une meilleure connaissance des mécanismes qui contrôlent le flux de calcium dans et hors des cellules fera progresser la recherche de nouveaux traitements pour de nombreuses maladies, y compris le Sjögren”, a déclaré Yule, qui est également professeur au Centre de biologie orale et au département de médecine, gastroentérologie/hépatologie. Actuellement, il n’existe pas de traitement efficace pour le Sjögren et la sécheresse buccale qui l’accompagne, qui provoque des infections buccales, des caries et une perte de dents.

Les recherches en cours dans le laboratoire de Yule visent à utiliser les mêmes technologies de génie moléculaire et d’édition de gènes pour étudier comment les maladies génétiques affectant la protéine IP3 entraînent des troubles du cerveau et du système immunitaire.

L’étude a été financée par le National Institute of Dental and Craniofacial Research. Outre Yule et Alzayady, Liwei Wang, Rahul Chandrasekhar et Larry E. Wagner II de l’École de médecine et de dentisterie de l’Université de Rochester et Filip Van Petegem de l’Université de Colombie-Britannique ont contribué à la recherche.