Le prix d’excellence jeune chercheur de la Société Chimique Israélienne récompense le docteur Sharon Ruthstein pour son développement de méthodes de résonance paramagnétique électronique

Sharon Ruthstein a obtenu son master en génie chimique au Technion (l’Institut de technologie d’Israël), puis son doctorat en 2008 sous la supervision du Prof. Daniella Goldfarb à l’Institut Weizmann, utilisant notamment la résonance paramagnétique électronique (propriété de certains électrons à absorber, puis réémettre l’énergie d’un rayonnement électromagnétique lorsqu’ils sont placés dans un champ magnétique) pour résoudre le mécanisme de formation des matériaux méso-poreux (nanomatériau présentant un réseau organisé de canaux de tailles de pores variables) à base de silice. En tant que post-doctorante dans l’équipe du Prof. Sunil Saxena à l’Université de Pittsburgh, elle a montré que de nombreuses protéines contenant des ions métalliques peuvent être étudiées avec des ions métalliques paramagnétiques, tels que le cuivre ou le zinc. Le docteur Ruthstein a rejoint par la suite le Département de Chimie de l’Université Bar-Ilan en octobre 2011.

Son groupe utilise diverses méthodes spectroscopiques ainsi appliquées à la biochimie et la biologie pour tenter de mieux comprendre quels sont les mécanismes de transfert de métaux d’une cellule à l’autre, et en particulier le mécanisme de transfert de cuivre cellulaire.
Mais pourquoi s’intéresser aux mécanismes de transfert du cuivre cellulaire ? Compte tenu de l’omniprésence des métaux dans les divers types de cellules du corps humain, même les plus petites erreurs dans la façon dont les bio-métaux sont répartis dans les cellules du corps humain sont susceptibles d’avoir un impact sur la fonction et la survie d’une cellule. En effet, des concentrations élevées ou faibles de cuivre dans les systèmes eucaryotes ont été associées à diverses maladies neurologiques, telles que les maladies de Menkes, Wilson, Alzheimer, Parkinson et les maladies à prion (agent pathogène constitué d’une protéine dont la conformation ou le repliement est anormal). Il est donc extrêmement important de comprendre chaque étape du cycle du cuivre, afin de mieux appréhender l’origine des sources de perturbation de la régulation de ce métal dans le corps humain.

Le docteur Ruthstein a ainsi démontré que le cycle du cuivre dans les cellules est contrôlé par un échange de ligands (atome pouvant se lier de manière non covalente à un ou plusieurs autres atomes ou ions) entre deux acides aminés identiques, des méthionines, ou entre une méthionine et une cystéine, celles-ci ayant toutes deux une forte affinité pour le cuivre. Ce mécanisme garantit que le cuivre n’est pas libéré de manière incontrôlée dans la cellule. En outre, le groupe du docteur Ruthstein a identifié les fragments des protéines impliqués dans le mécanisme de transfert du cuivre d’une protéine à l’autre et qui sont donc essentiels pour le bon fonctionnement de la cellule. Ces résultats fournissent des connaissances importantes sur la façon dont la concentration de cuivre intracellulaire peut être contrôlée, ce qui pourrait conduire à terme à la découverte de nouveaux traitements thérapeutiques pour les différents troubles neurologiques présentés précédemment. Le docteur Ruthstein a également récemment commencé une étude visant à la conception de biomarqueurs à base de cuivre pour l’identification et le diagnostic des tumeurs malignes.

Sources :
• https://www.ruthstein-lab.com/research
• https://www.ruthstein-lab.com/research

Rédacteur : Guillaume Duret, post-doctorant au Technion