IRIC – Institut de recherche en immunologie et en cancérologie de l’Université de Montréal

Publié le 16 octobre 2024

Une nouvelle étude par le laboratoire de Michel Bouvier, directeur de l’Unité de recherche en pharmacologie moléculaire de l’IRIC, compare les avantages et inconvénients de divers biosenseurs utilisés pour analyser la signalisation des récepteurs couplés aux protéines G. Le projet de recherche a été mené conjointement par le postdoctorant Shane Wright, la conseillère à la recherche Charlotte Avet et la postdoctorante Supriya Gaitonde. Il fait l’objet d’une publication dans le journal Science Signaling.

Analyser la conformation ou l’activation?

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) sont des protéines situées à la surface des cellules qui agissent comme des tours de transmission : elles reçoivent des signaux de l’extérieur et les convertissent en signaux intracellulaires. Chez l’humain, des centaines de RCPG permettent ainsi de réguler de nombreux processus biologiques comme le métabolisme, l’inflammation et la vision. Étant donné leurs implications multiples, les RCPG constituent des cibles thérapeutiques de choix : près du tiers des médicaments sur le marché les ciblent.

Les RCPG transmettent leurs signaux en recrutant des protéines G, chacune constituée de trois sous-unités, qui relaient à leur tour l’information. Pour identifier quelles protéines G sont recrutées par un RCPG donné, des biosenseurs utilisant la technologie de transfert d’énergie de résonance bioluminescence (BRET) sont couramment utilisés en laboratoire. Certains de ces biosenseurs BRET permettent de mesurer un changement de conformation (soit la disposition tridimensionnelle) causé par un signal extracellulaire entre le RCPG et les sous-unités des protéines G associées. D’autres permettent plutôt de mesurer l’activité de transmission de signal des protéines G. L’équipe de Michel Bouvier a voulu comparer ces deux types de biosenseurs, en analysant les avantages et inconvénients de chacun.

À chaque expérience, son biosenseur

Par des essais en cellules en culture, l’équipe a comparé la capacité des biosenseurs à détecter le couplage de différents RCPG avec des protéines G spécifiques. Leurs observations ont permis de noter certaines différences dans les profils de signalisation détecter par pour les deux types de biosenseurs. Les chercheurs et chercheuses ont découvert que ces différences de profils peuvent être causées par plusieurs aspects du design expérimental.

D’abord, le type de biosenseur utilisé impacte, par leur différence de sensibilité, la capacité à (i) détecter les couplages, (ii) mesurer l’activité dans des compartiments cellulaires spécifiques et (iii) étudier précisément les quantités de protéines impliquées. De plus, la modification des RCPG ou des protéines G (pour les biosenseurs conformationnels) par l’ajout d’étiquettes (ou tags) peut affecter la sélectivité des couplages ainsi que leur stœchiométrie, soit la proportion de chaque protéine impliquée. Enfin, la nature des sous-unités des protéines G utilisées dans les essais peut influencer la sélectivité des RCPG.

Les résultats du laboratoire Bouvier soulignent l’importance du choix du biosenseur selon le contexte ainsi que l’impact de ce choix sur l’interprétation des données générées. Ces travaux ont le potentiel d’améliorer la conception des essais utilisant la technologie BRET pour permettre d’en tirer les conclusions les plus pertinentes physiologiquement.

Étude citée

Wright SC, Avet C, Gaitonde SA, Muneta-Arrate I, Le Gouill C, Hogue M, Breton B, Koutsilieri S, Diez-Alarcia R, Héroux M, Lauschke CV, Bouvier M. Conformation- and activation-based BRET sensors differentially report on GPCR–G protein coupling. Science Signaling. 17, eadi4747 (2024). DOI: 10.1126/scisignal.adi4747