une nouvelle fonction pour une molécule connue de longue date

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  • La vitamine K est bien connue pour ses propriétés de coagulation sanguine et de construction osseuse, mais aujourd’hui, une nouvelle étude publiée dans Nature rapporte une nouvelle fonction de la vitamine K.

    Les chercheurs ont découvert que la forme entièrement réduite de la vitamine K agit comme un antioxydant inhibant efficacement la mort des cellules ferroptotiques. La ferroptose est une forme naturelle de mort cellulaire dans laquelle le fer cellulaire joue un rôle important et qui se caractérise par la destruction oxydative des membranes cellulaires. De plus, l’équipe a identifié FSP1 comme l’enzyme insensible à la warfarine réduisant la vitamine K, dont l’identité avait été postulée mais est restée inconnue pendant plus d’un demi-siècle. Au cours des dernières années, la ferroptose a été impliquée comme moteur de la maladie d’Alzheimer et des lésions organiques aiguës parmi de nombreuses autres maladies. Ainsi, les présents résultats mettent en avant le concept selon lequel le traitement à la vitamine K pourrait être une nouvelle stratégie puissante pour améliorer ces maladies liées à la ferroptose.

    La vitamine K est un puissant suppresseur de ferroptose

    Étant donné que la prévention de la ferroptose est considérée comme une approche très prometteuse pour le traitement de nombreuses maladies dégénératives, de nouveaux mécanismes et composés régulant la ferroptose sont largement explorés. Pour identifier ces nouvelles molécules, une équipe de chercheurs dirigée par le Dr Eikan Mishima et le Dr Marcus Conrad, tous deux de l’Institut du métabolisme et de la mort cellulaire à Helmholtz Munich, ainsi que des collaborateurs de l’Université de Tohoku (Japon), de l’Université d’Ottawa (Canada ) et l’Université technique de Dresde (Allemagne), ont étudié systématiquement un certain nombre de vitamines naturelles, ainsi que leurs dérivés. “Étonnamment, nous avons identifié que la vitamine K, y compris la phylloquinone (vitamine K1) et la ménaquinone-4 (vitamine K2), est capable de sauver efficacement les cellules et les tissus de la ferroptose”, a expliqué le Dr Eikan Mishima, premier auteur de l’étude.

    Démêler l’enzyme réductrice de vitamine K FSP1 longtemps recherchée

    En 2019, une équipe de chercheurs autour du Dr Marcus Conrad a déjà identifié une enzyme comme un nouvel inhibiteur puissant de la ferroptose : ferroptosis suppressor protein-1, short FSP1. À l’époque, l’équipe a montré que la FSP1 réduisait la coenzyme Q10 en son hydroquinone, ce qui supprimait la ferroptose. L’équipe de recherche a maintenant découvert que la forme entièrement réduite de la vitamine K (c’est-à-dire l’hydroquinone de vitamine K) est, comme la forme réduite de la coenzyme Q10, un puissant antioxydant lipophile et prévient la ferroptose en piégeant les radicaux oxygène dans les bicouches lipidiques.

    “Les formes réduites de la vitamine K et de la coenzyme Q10 ne sont pas très stables, donc notre découverte que FSP1 peut les maintenir dans leur état actif (réduit) est essentielle pour comprendre comment elles peuvent fonctionner pour maintenir la viabilité cellulaire.” a expliqué Derek A. Pratt, co-auteur et titulaire de la chaire de recherche universitaire en chimie des radicaux libres à l’Université d’Ottawa. De plus, ils ont identifié que FSP1 est l’enzyme qui réduit efficacement la vitamine K en hydroquinone de vitamine K, entraînant ainsi un nouveau cycle de vitamine K non canonique. Étant donné que la vitamine K est impliquée de manière critique dans les processus de coagulation sanguine, l’équipe a en outre montré que FSP1 est responsable de la voie de réduction de la vitamine K insensible à la warfarine, l’un des anticoagulants les plus couramment prescrits.

    Percée dans la compréhension du métabolisme de la vitamine K

    Démêler l’identité de cette enzyme a résolu la dernière énigme du métabolisme de la vitamine K dans la coagulation du sang et élucidé le mécanisme moléculaire de la raison pour laquelle la vitamine K constitue l’antidote d’un surdosage de warfarine. « Nos résultats relient donc les deux mondes de la recherche sur la ferroptose et de la biologie de la vitamine K. Ils serviront de tremplin pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les maladies où la ferroptose a été impliquée », a souligné le Dr Marcus Conrad. De plus, étant donné que la ferroptose constitue très probablement l’un des types de mort cellulaire les plus anciens, les chercheurs émettent l’hypothèse que la vitamine K pourrait être l’un des types les plus anciens d’antioxydants naturels. “Ainsi, de nouveaux aspects du rôle de la vitamine K tout au long de l’évolution de la vie devraient être dévoilés”, a expliqué le Dr Marcus Conrad.


    Mishima E, Ito J, Wu Z et al.
    Un cycle de vitamine K non canonique est un puissant suppresseur de ferroptose.
    Nature, 2022. 10.1038/s41586-022-05022-3

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