HORLOGE : Une première mondiale dans la manipulation du rythme circadien

Des composés sensibles à la lumière qui allongent le cycle circadien

Ce criblage chimique à grande échelle a permis aux scientifiques d’identifier 2 composés, le TH303 et son analogue TH129 qui allongent la durée du cycle circadien. L'équipe a ensuite regardé -par cristallographie aux rayons X- comment ces composés interagissent avec la protéine d'horloge CRY1 au niveau moléculaire. Ils ont découvert qu'une partie de ces composés, connue sous le nom de benzophénone, possède un interrupteur activé par la lumière (comme des molécules nommées azobenzènes qui exposées à un certain type de lumière se plient et se déplient). Lorsque les chercheurs analysent la réponse à la lumière de GO1323, une variante de TH129, ils constatent que sa structure est modifiée sous la lumière ultraviolette et revient à sa structure initiale sous la lumière blanche. Or, selon de précédents simulations informatiques, l’une des formes de GO1323 interagit de manière identique au TH129 avec le gène d’horloge CRY1.

• En pratique, des cellules humaines cultivées traitées avec GO1323 et exposées à la lumière ultraviolette suivent un cycle circadien prolongé par rapport aux mêmes cellules, laissées dans l’obscurité ;
• les mêmes cellules humaines traitées avec GO1323 et exposées cette fois à la lumière blanche, reprennent un cycle circadien de durée normale : ce qui démontre que ce processus est réversible.
• mais comme la lumière ultraviolette endommage les cellules, l'équipe a dû trouver le moyen d'adapter le processus pour utiliser une zone non nocive du spectre pour prolonger le cycle circadien : en synthétisant GO1423, ils obtiennent un nouveau composé qui réagit de la même manière, mais sous lumière verte : ainsi,  les cellules traitées avec ce nouveau composé et exposées à la lumière verte, suivent un rythme circadien prolongée par rapport par rapport aux mêmes cellules, laissées dans l’obscurité.

Le résultat est donc bien une méthode réversible pour contrôler la période de l'horloge circadienne à l'aide de la lumière !

Mais « à quoi ça sert » ? Le contrôle de l'horloge circadienne peut contribuer au traitement de nombreuses maladies caractérisées ou dont une composante est un dérèglement de l’horloge biologique. Comme par exemple, les troubles du sommeil, le syndrome métabolique et les cancers.