Chercheurs participants : Houssain BENABDELHAK, Bruno DASSY, Nicolas TAULIER, Wladimir URBACH
Problème. Les membranes cellulaires et les transporteurs qui leur sont associés sont essentiels au maintien de la survie et de la fonctionnalité des cellules. Agissant à la fois comme une barrière sélective et une plate-forme pour la transduction des signaux, la membrane régule l’échange contrôlé des substances nécessaires à la vie. Les transporteurs intégrés dans la membrane permettent un échange moléculaire précis, maintenant l’homéostasie et médiant les réponses cellulaires aux signaux environnementaux. Les dysfonctionnements de ces composants sont impliqués dans de nombreuses maladies, ce qui souligne leur importance en tant que cibles thérapeutiques.
Les stimuli mécaniques sont à l’origine d’un large éventail de processus physiologiques, notamment la sensation tactile, la nociception, la transduction auditive et la régulation de la pression artérielle. Bien que l’activité des canaux ioniques activés mécaniquement (MA) ait été largement documentée dans divers types de cellules, l’identité moléculaire de nombreux canaux MA reste insaisissable. On sait notamment que les ondes de pression activent les canaux MA. Cependant, une question intrigante se pose : les ondes de pression peuvent-elles également moduler l’activité de protéines qui ne sont pas traditionnellement activées par des stimuli mécaniques ?
Solution proposée. Nous étudions les effets des ultrasons sur les protéines dont les activités ne sont pas induites mécaniquement. En intégrant des techniques microbiologiques, biochimiques et biophysiques à des approches in vitro, in vivo et de dynamique moléculaire, nous cherchons à élucider l’influence des ultrasons sur les systèmes protéiques. Il est important de noter que nos expériences sont conçues pour minimiser les effets thermiques, en se concentrant plutôt sur l’impact direct des ondes de pression.
Notre étude est centrée sur deux systèmes bactériens pertinents pour la résistance aux antibiotiques chez Escherichia coli : le système de pompe d’efflux AcrAB-TolC et les porines de la membrane externe OmpF et OmpC, qui régulent l’afflux de substrats. Ces modèles constituent une base pour l’étude de la modulation des transporteurs membranaires par les ultrasons.
Les méthodologies et les connaissances développées dans ce travail ont des applications plus larges, y compris l’étude des transporteurs membranaires impliqués dans la chimiorésistance des cellules cancéreuses. En faisant progresser notre compréhension des effets des ultrasons au niveau moléculaire, cette recherche ouvrira la voie à des outils biologiques et médicaux plus précis, tout en minimisant les effets indésirables généralement associés à l’exposition aux ultrasons.
