Dans la famille Globine, nous avons déjà rencontré l’hémoglobine, de son petit nom Hgb, le coursier en oxygène de nos cellule. Mais Hgb cache un lourd secret, en plus de son amour pour les molécules de dioxygène, elle nourrit également une passion coupable pour le monoxyde de carbone (CO). CO, c’est un gaz inodore et invisible produit à la place de l’inoffensif CO2 lors d’une combustion incomplète. Ce qui peut par exemple avoir lieu en hiver, dans un appareil de chauffage défectueux. Le souci, c’est qu’une fois que le monoxyde de carbone s’est installé à la place du dioxygène au cœur de la protéine, il est très difficile de l’en déloger. Et nos petites cellules soudain privées d’oxygène se voient alors condamnées à l’asphyxie. C’est ainsi que chaque année, on recense en France près de 4000 intoxications et une centaines de décès liés au monoxyde de carbone.

Actuellement la seule thérapie possible pour les personnes prises en charge suite à une intoxication au monoxyde de carbone consiste à leur faire respirer de l’oxygène en grande quantité, en espérant que celui-ci parviendra finalement à éjecter les molécules de CO qui squattent l’hémoglobine. Malheureusement en cas d’intoxication grave, des séquelles pourront persister sur le long terme. Des chercheur·se·s ont donc entrepris de développer une stratégie alternative (et plus efficace) à l’oxygénation en mettant au point une protéine qui serait encore plus accro au monoxyde de carbone que l’hémoglobine.

Leur choix s’est porté sur la neuroglobine (Ngb pour les intimes). Comme on peut le deviner, Hgb et Ngb sont cousines, et leur principale différence se trouve au niveau du groupement hème qu’elles hébergent en leur cœur (et qui sert à fixer les petites molécules, que ce soit O2 ou CO). Alors que dans l’hémoglobine le fer est en contact avec un seul acide aminé, une histidine dite proximale (car proche du fer), dans la neuroglobine le fer est coincé entre deux histidines, une proximale et une distale (un peu moins proche). Après de multiples essais, les chercheurs ont montré qu’il suffisait de muter cette histidine distale en glutamine pour augmenter de manière remarquable l’affinité de Ngb pour le monoxide de carbone. Ce mutant présente en effet une affinité pour CO 500 fois supérieure à celle de l’hémoglobine, et va réussir à capter en quelques dizaines secondes le monoxyde de carbone fixé sur des globules rouges, alors qu’il faut une vingtaine de minutes à l’oxygénothérapie pour obtenir un effet similaire. Des tests sur les souris ont également montré que l’injection de neuroglobine mutante permettait de sauver 80% des effectifs ayant été exposés à une dose létale de monoxyde de carbone.

Il reste désormais à tester ce mutant sur les grands mammifères, afin de s’assurer de son efficacité et de sa non toxicité. Mais il représente un antidote prometteur contre un poison qui reste la première cause d’intoxication en France.

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Dans ce nouvel épisode de Molécule cherche maison, nos experts aident le monoxyde de carbone (qui se fixe sur l’atome de fer dessiné en vert) à trouver la globine de ses rêves…