Un nouvel appareil de recherche permet d'observer l'ensemble des protéines dans la cellule

Ils travaillent avec la nouvelle grandeur (de gauche à droite) : Jun.-Prof. Dr. Timo Mühlhaus, Dr. Markus Räschel, Prof. Dr. Michael Schroda, Dr. Frederik Sommer et Prof. Dr. Zuzana Storchová. (Photo : Koziel/TUK)

Les protéines remplissent de nombreuses fonctions dans nos cellules : elles participent aux voies métaboliques, régulent le transport des nutriments ou agissent comme messagers. Grâce aux spectromètres de masse, il est aujourd'hui possible d'identifier l'ensemble des protéines, le protéome, d'une cellule. Cette technique est également utilisée à l'Université Technique de Kaiserslautern (TUK). Pour un nouveau spectromètre de masse, particulièrement sensible et à haute résolution, le gouvernement fédéral et la région de Rhénanie-Palatinat ont mis à disposition environ 800 000 euros. Cet appareil aide à mieux comprendre le rôle de certaines protéines dans diverses maladies comme le cancer, afin de développer de nouveaux traitements.

Dans une cellule, il existe une multitude de molécules différentes, comme par exemple des protéines. On estime qu'environ 6 000 à 7 000 protéines différentes sont actives dans une cellule humaine. Grâce aux techniques modernes, il est possible de les quantifier précisément. À la TUK, la professeure Dr. Zuzana Storchová s'intéresse à cette thématique. Elle travaille depuis longtemps dans ce domaine. En 2012, elle a notamment collaboré avec le renommé expert en protéines de Munich, le professeur Matthias Mann, et d'autres collègues pour étudier pour la première fois les conséquences pour les cellules lorsque certains chromosomes sont en nombre accru. Chez les cellules humaines saines, il existe un double jeu de chromosomes avec 23 paires. Dans les cellules cancéreuses, on trouve souvent d'autres ensembles. L'équipe s'est penchée sur la question de savoir comment un excès de matériel génétique modifie la quantité de protéines.

« De telles études nous aident à comprendre quelle protéine présente une fonction modifiée dans telle ou telle maladie. Il est donc également important de comparer les protéomes des cellules saines et malades », explique Storchová, qui mène des recherches dans le domaine de la génétique moléculaire.

Avec la nouvelle génération de spectromètres de masse, cela devient possible. « Nous pouvons analyser presque toutes les protéines d'une cellule en même temps », poursuit-elle. Avec cette technique, les molécules de protéines sont identifiées et quantifiées en fonction de leur masse. En principe, elles sont pesées. Tout comme une empreinte digitale, chaque molécule possède une valeur caractéristique.

L'équipe de Storchová et ses collègues chercheurs, Dr. Markus Räschle, s'intéresse notamment à la différence entre le protéome des cellules cancéreuses et celui des cellules saines. « Nous voulons comprendre pourquoi certaines protéines y sont plus fréquentes ou moins présentes », explique la professeure. Avec le nouvel appareil, ils peuvent repérer plus facilement ces protéines clés. Comprendre ces bases est essentiel pour développer de nouveaux traitements ou améliorer ceux existants à l'avenir.

Ce nouvel appareil de recherche est installé sur le campus de Kaiserslautern, au Centre d'Analyse par Spectrométrie de Masse. Il est dirigé par le professeur Dr. Michael Schroda, du département de biotechnologie et de biologie systémique, en collaboration avec la professeure Storchová. Lors de la réalisation de ces expériences hautement complexes, ils sont assistés par le Dr. Frederik Sommer et le Dr. Markus Räschle. L'analyse bioinformatique des données recueillies est assurée par le groupe du bioinformaticien junior, le Dr. Timo Mühlhaus. Le laboratoire est également accessible à des groupes de recherche d'autres disciplines, comme la chimie. Avec le spectromètre de masse, il est possible d'étudier non seulement les protéines, mais aussi d'autres molécules comme les lipides.