Résumé :
Une dernière étude biomédicale publiée dans les Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS) révèle qu'une accumulation excessive d'ARN à l'intérieur des cellules peut directement endommager la fonction mitochondriale, empêchant ainsi les cellules de produire de l'énergie. Cette découverte majeure a été faite par une équipe de recherche de l'École de médecine vétérinaire et des sciences biomédicales de l'Université Texas A&M. Cela révèle non seulement un nouveau mécanisme d’infection virale, mais offre également une nouvelle perspective scientifique pour comprendre le processus de vieillissement et optimiser les thérapies médicamenteuses basées sur l’ARN.
Dans les activités physiologiques cellulaires normales, l'ARN messager (ARNm) est responsable du transport des instructions génétiques pour synthétiser les protéines et maintenir le fonctionnement quotidien des cellules. Cependant, lorsque les cellules sont infectées par des membres de la famille des Poxviridae, tels que le virus de la variole et le virus de la variole du singe, le virus se réplique massivement à l’intérieur de la cellule et produit d’énormes quantités d’ARN. Les études antérieures pensaient généralement que des produits anormaux tels que l'ARN double brin étaient principalement utilisés pour activer le mécanisme de défense immunitaire de l'hôte ; mais ces dernières recherches montrent que même l'ARNm normal dans les cellules peut porter un coup fatal aux cellules s'il s'accumule de manière excessive et ne peut pas être dégradé à temps.
Des données expérimentales montrent qu'un excès d'ARN peut directement causer des dommages physiques et fonctionnels aux mitochondries, « l'usine énergétique » de la cellule. Pour vérifier si ces dommages étaient indépendants de la réponse du système immunitaire, les chercheurs ont mené des expériences ex vivo : l’ajout d’un excès d’ARN à un environnement contenant uniquement des mitochondries isolées a quand même observé un déclin de la fonction mitochondriale. L’équipe de recherche suppose que cela pourrait être dû à la grande accumulation de molécules d’ARN chargées négativement autour des mitochondries sous microscopie électronique, perturbant l’équilibre potentiel requis pour la conversion d’énergie par les mitochondries.
Cette découverte illustre pourquoi de nombreux virus disposent de leurs propres mécanismes de nettoyage de l'ARN extrêmement efficaces. Pour les virus qui dépendent des cellules hôtes pour survivre, si les cellules hôtes meurent prématurément en raison d'un épuisement énergétique, le processus de réplication du virus sera également contraint de s'interrompre. Par conséquent, le virus maintient la quantité totale d’ARN dans la cellule dans un état d’équilibre dynamique en dégradant une partie de son propre ARN et de celui de l’hôte afin de garantir que la cellule hôte peut continuer à fournir un soutien énergétique pour sa réplication.
Les chercheurs ont souligné que ce résultat montre que le mécanisme de dégradation de l'ARN à l'intérieur des cellules assume non seulement les fonctions de régulation de l'expression des gènes et d'avertissement immunitaire, mais constitue également un obstacle clé au maintien de l'équilibre du métabolisme énergétique cellulaire. La confirmation de ce mécanisme aide non seulement à expliquer pourquoi une infection virale peut provoquer de graves dommages cellulaires et une fatigue tissulaire, mais rappelle également à la communauté scientifique que lors du développement de nouveaux vaccins à ARNm ou de thérapies par interférence ARN, le dosage doit être strictement évalué pour éviter des effets secondaires potentiels tels que l'épuisement de l'énergie cellulaire provoqué par l'introduction artificielle d'un excès d'ARN.
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