Transfected plasmids have reduced expression in cells deficient in SEPTIN 9 or ESCRT proteins
Cette étude démontre que l'expression des plasmides transfectés est significativement réduite dans les cellules dépourvues de SEPTINE 9 ou de protéines ESCRT en raison d'une altération de l'acidification endosomale et de l'échappement endosomal, respectivement, révélant que le sort par défaut de l'ADN transfecté est l'autophagie plutôt qu'une délivrance cytoplasmique réussie.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
Pour délivrer une nouvelle instruction à une cellule, les scientifiques utilisent souvent une méthode appelée transfection, où ils introduisent un petit fragment d'ADN circulaire connu sous le nom de plasmide. L'objectif est que ce matériel génétique pénètre dans la cellule et commence à fonctionner, peut-être pour produire une protéine ou pour servir d'outil de recherche. Cependant, le voyage est semé d'obstacles. Lorsque ces plasmides sont introduits, ils sont généralement emballés à l'intérieur de minuscules transporteurs en forme de bulles, composés de graisses et de protéines. La cellule prend ces transporteurs pour de la nourriture ou une cargaison utile et les avale tout entiers via un processus appelé endocytose. Une fois à l'intérieur, les plasmides sont piégés dans un compartiment délimité par une membrane appelé endosome. Pour que l'instruction génétique fonctionne, le plasmide doit s'échapper de ce piège et atteindre l'espace de travail principal de la cellule, le cytoplasme. Cet échappement est notoirement difficile et inefficace, et la plupart du temps, le plasmide reste coincé à l'intérieur de l'endosome, où il finit par se dégrader sans jamais accomplir sa tâche. Comprendre exactement comment ces particules se font piéger, et ce qui les aide à s'en libérer, est essentiel pour améliorer la manière dont les scientifiques délivrent du matériel génétique dans les cellules.
Des chercheurs ont récemment étudié la machinerie cellulaire spécifique qui influence cet échappement, en se concentrant sur deux groupes distincts de protéines : la SEPTINE 9 et une famille de protéines connue sous le nom de complexe ESCRT. L'équipe a commencé par retirer, ou dépléter, la SEPTINE 9 des cellules et en a observé les conséquences sur les plasmides transfectés. Ils ont découvert que, sans cette protéine, l'expression du plasmide chutait de manière significative. Ce résultat n'était pas simplement dû au fait que les cellules arrêtaient d'avaler les transporteurs de plasmides ; l'absorption restait normale. Au lieu de cela, l'absence de SEPTINE 9 semblait empêcher les endosomes contenant les plasmides de devenir acides. Puisque l'échappement de ces particules repose souvent sur un changement d'acidité pour déclencher une libération, le manque d'acidification signifiait que les plasmides restaient bloqués. Les chercheurs ont conclu que la SEPTINE 9 joue un rôle primaire dans la facilitation de l'échappement des plasmides des cages endosomales sensible au pH.
L'enquête a pris un tournant plus spectaculaire lorsque l'équipe a examiné les protéines ESCRT, plus précisément VPS36 et ALIX. Lorsque ces protéines étaient retirées, l'expression des plasmides transfectés chutait encore plus brutalement qu'avec la perte de la SEPTINE 9. Dans ces cellules, l'ADN transfecté ne parvenait pas à se colocaliser, ou à partager l'espace, avec CHMP4, une protéine ESCRT spécifique qui aide à remodeler les membranes des endosomes pour former des vésicules internes. Ce manque d'interaction suggérait que la machinerie ESCRT est critique pour la livraison réussie du matériel génétique, probablement en gérant les changements structurels de l'endosome qui permettent au plasmide de sortir.
La découverte la plus révélatrice concernait peut-être le sort ultime des plasmides qui n'avaient pas réussi à s'échapper. Les chercheurs ont observé que l'ADN transfecté se colocalisait fortement avec LC3B, une protéine marqueur associée à l'autophagie. L'autophagie est le système de recyclage naturel de la cellule, un processus par lequel la cellule englobe ses propres composants ou des envahisseurs étrangers pour les décomposer. La forte présence des plasmides aux côtés de ce marqueur suggère que, lorsque les mécanismes d'échappement échouent, la voie par défaut pour le matériel transfecté est d'être emporté par le système de recyclage de la cellule et détruit. Cette découverte brosse un tableau clair du paysage cellulaire : les plasmides sont avalés, ils luttent pour s'échapper des pièges acides de l'endosome, et s'ils ne peuvent se libérer avec l'aide de la SEPTINE 9 ou de la machinerie ESCRT, ils sont inévitablement acheminés vers le système d'élimination des déchets de la cellule.
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