Karu T.I. - Lumière rouge et proche infrarouge et signalisation mitochondriale : revue de la littérature

Cette revue examine si un rayonnement visible ou proche infrarouge peut activer la voie de signalisation qui relie la mitochondrie au noyau de la cellule. Elle rassemble des données obtenues en laboratoire sur cellules de mammifères : ce n’est pas un essai clinique et elle ne démontre aucun bénéfice pour un patient.

Ce que cette publication a montré

La signalisation mitochondriale est décrite ici comme un canal d’information entre la chaîne respiratoire mitochondriale et le noyau de la cellule, transmettant des signaux sur l’état fonctionnel des mitochondries. Ce sens de circulation, de l’organite vers le noyau, porte un nom : la signalisation rétrograde. Le noyau contient le mode d’emploi de la cellule, la mitochondrie fabrique son énergie ; quand cette dernière change de régime, elle en informe le noyau, qui ajuste l’activité de ses gènes.

La question posée est simple : un rayonnement visible ou proche infrarouge, désigné IR-A, peut-il activer cette voie rétrograde ? Pour y répondre, Tiina Karu, physicienne russe, rassemble les données expérimentales publiées sur la modulation, par l’irradiation, des éléments qui composent cette voie.

Les résultats principaux

Il s’agit d’une revue et non d’une expérience nouvelle : le résumé ne fournit ni longueur d’onde, ni dose, ni valeur chiffrée. Sont inventoriés les éléments de la signalisation rétrograde dont l’irradiation modifie l’état.

• Le potentiel de membrane mitochondrial, la différence de charge électrique de part et d’autre de la membrane interne de la mitochondrie.
• Les espèces réactives de l’oxygène, molécules dérivées de l’oxygène qui servent de sous-produits et de messagers.
• Le calcium, ion messager qui commande de nombreuses réactions cellulaires.
• Le monoxyde d’azote, molécule gazeuse impliquée dans la régulation vasculaire et dans la respiration cellulaire.
• Le pH intracellulaire, c’est-à-dire l’acidité à l’intérieur de la cellule.
• L’équilibre entre fission et fusion des mitochondries, qui se divisent et se rassemblent en permanence.

La cytochrome c oxydase, enzyme terminale de la chaîne respiratoire, y est considérée comme le photoaccepteur, c’est-à-dire la molécule qui capte la lumière. La revue lui attribue deux fonctions distinctes dans les cellules irradiées : générateur du signal et transducteur du signal.

Comment la lumière agit sur la mitochondrie

Le raisonnement se déroule en trois temps. La lumière rouge ou proche infrarouge est absorbée par la cytochrome c oxydase, dernière étape de la chaîne qui, dans la mitochondrie, transfère des électrons jusqu’à l’oxygène pour produire de l’énergie. Cette absorption modifie le fonctionnement de l’enzyme, et le changement se répercute sur les paramètres listés plus haut, qui forment le langage par lequel la mitochondrie s’adresse au noyau.

La distinction entre générateur et transducteur constitue l’apport conceptuel de cette revue. Générer un signal, c’est produire le message initial ; le transduire, c’est le convertir d’une forme à une autre, ici d’un événement photochimique en message biochimique. Attribuer les deux rôles à la même enzyme fait de la cytochrome c oxydase le point de passage obligé entre la lumière et la réponse cellulaire.

Les limites à connaître

Cette publication est une revue de littérature. Elle ne produit aucune donnée nouvelle et sa solidité dépend de celle des travaux qu’elle rassemble, menés sur cellules en culture. Aucun essai clinique n’y figure, aucun patient n’y est suivi, aucun bénéfice thérapeutique n’y est mesuré.

Le résumé ne précise ni longueurs d’onde, ni doses, ni types cellulaires, ce qui interdit toute transposition à un protocole d’usage. Une voie décrite en boîte de culture ne se comporte pas nécessairement de la même façon dans un tissu vivant et irrigué. Enfin, ce texte a près de vingt ans : la biologie mitochondriale a beaucoup progressé depuis.

Pourquoi ce travail fait référence

Cette revue a fourni au domaine un cadre explicatif ordonné. Avant elle, les effets observés de la lumière rouge formaient une liste de constats dispersés. En les reliant à une voie déjà connue des biologistes, elle a rendu ces résultats lisibles pour des chercheurs venus d’autres disciplines.

Questions fréquentes

Qu’est-ce que la signalisation rétrograde ?

C’est la communication qui va de la mitochondrie vers le noyau, et non l’inverse. Elle permet à la mitochondrie de signaler son état afin que le noyau adapte l’activité de ses gènes.

Cette revue démontre-t-elle un effet thérapeutique ?

Non. Elle décrit un mécanisme à partir de travaux de laboratoire. Un mécanisme plausible n’est pas une preuve d’efficacité, qui exige des essais cliniques.

Pourquoi parle-t-on d’IR-A plutôt que d’infrarouge ?

IR-A désigne la partie du rayonnement infrarouge la plus proche du visible, la seule concernée par les travaux évoqués dans cette revue.

Référence

Karu TI. Mitochondrial signaling in mammalian cells activated by red and near-IR radiation. Photochemistry and Photobiology, 2008;84(5):1091-9. PMID 18651871. Consulter l’étude sur PubMed

Cette synthèse est fournie à titre informatif et ne constitue pas un avis médical. La photobiomodulation ne remplace pas un traitement prescrit. Parlez-en à un professionnel de santé.