A présent, les scientifiques du Scripps Research Institute ont identifié une protéine, appelée GPR68, qui détecte le flux sanguin et indique aux petits vaisseaux sanguins appelés artérioles quand se dilater. Les chercheurs pensent que les médicaments qui activent GPR68 pourraient un jour être utiles pour traiter des conditions médicales, y compris l’accident vasculaire cérébral ischémique.
« On sait depuis des décennies que les vaisseaux sanguins détectent les changements de débit sanguin, et cette information est cruciale pour réguler la dilatation des vaisseaux sanguins et contrôler le tonus vasculaire », explique Ardem Patapoutian, PhD, professeur au Scripps Research, chercheur au Howard Hughes Medical Institute et auteur principal de l’étude publiée aujourd’hui dans la revue Cell.
En effet, la dilatation médiée par le flux (DFM) est un test clinique non invasif qui informe les médecins sur la santé du système vasculaire. Une DFM compromise est un précurseur d’un large éventail de maladies vasculaires telles que l’hypertension et l’athérosclérose.
« Malgré l’importance de ce processus, les molécules impliquées à l’intérieur des artères pour détecter le flux sanguin sont restées inconnues », explique Patapoutian.
Patapoutian et le premier auteur Jie Xu, PhD, un stagiaire postdoctoral dans le laboratoire, et maintenant un scientifique indépendant à l’Institut de génomique de la Fondation Novartis pour la recherche (GNF), ont dirigé le projet pour trouver GPR68 et déterminer comment il fonctionne. L’équipe a commencé par concevoir une machine qui utilise le mouvement turbulent du liquide pour remplacer le flux sanguin dans les vaisseaux sanguins. Cette machine utilise 384 pistons qui déplacent le liquide de haut en bas sur un lit de cellules, placées dans 384 puits sur une plaque. Ce mouvement simule la façon dont le sang exercerait une pression sur ces cellules.
Les chercheurs ont mis cette machine au travail en testant une série de lignées cellulaires, dont certaines présentaient des mutations qui conduisaient à une surexpression de protéines potentiellement liées à la détection de la pression. Les chercheurs ont ensuite réalisé un crible, en éliminant l’expression de différents gènes candidats dans chacun des 384 puits, et ont testé si ce gène était nécessaire pour répondre à la pression turbulente de la machine.
Les tests ont orienté les chercheurs vers GPR68, dont les auteurs ont montré qu’il fonctionne comme un capteur de stimulation mécanique. D’autres expériences ont suggéré que le GPR68 est essentiel pour la fièvre aphteuse. « Dans un organisme modèle, cette protéine est essentielle pour détecter le flux sanguin, et le bon fonctionnement du système vasculaire », explique Patapoutian.
Lorsque les artérioles ne peuvent pas se dilater correctement, le corps a moins d’options pour abaisser la pression artérielle chez les personnes souffrant d’hypertension ou pour faire passer le sang dans les vaisseaux obstrués en cas d’athérosclérose.
« Les travaux futurs exploreront le rôle de GPR68 dans les maladies cardiovasculaires cliniquement pertinentes », explique Patapoutian. « Nous explorons également la possibilité d’utiliser de petites molécules pour moduler la fonction de GPR68, car de telles molécules pourraient être bénéfiques en clinique »
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