Direction des sciences du vivant

Détoxication du cadmium : Rôle central du glutathion et des transporteurs ABC

CEA-DSV-iBEB-LEMS

Les métaux lourds tels que le cadmium issu d’activités anthropiques sont des contaminants majeurs de notre environnement et s’incorporent aisément dans les chaînes trophiques.

Chez l’homme, la demi-vie du cadmium excède 15 ans du fait d’une très lente excrétion. Des études épidémiologiques ont démontré un rapport de causalité entre l’apparition des cancers du foie ou du rein et l’exposition au cadmium. Cependant et de manière surprenante, les transporteurs membranaires responsables de la détoxication hépatique et rénale du cadmium ne sont toujours pas connus. Ces données ont conduit les politiques à légiférer sur les risques associés au cadmium avec des arrêtés comme celui du 23 mai 2006 relatif à la limitation des quantités de cadmium extractibles des objets en céramique mis ou destinés à être mis au contact des denrées, produits et boissons alimentaires.
Chez les levures Saccharomyces cerevisiae et Schizosaccharomyces pombe, les transporteurs ATP-Binding Cassette (ABC) ScYCF1 et SpHMT1 sont responsables de l’élimination du cadmium par stockage dans la vacuole, respectivement grâce au glutathion (cas de ScYCF1 ou de son homologue, HsMRP1 chez l’Homme) ou aux phytochélatines (cas de SpHMT1 ou chez les végétaux). Il semblait établi que ces deux transporteurs membranaires de levure permettaient à la cellule de lutter efficacement contre la toxicité du cadmium par des mécanismes différents. Une étude récente conduite au LEMS (DSV-iBEB-SBVME) semble indiquer que le mécanisme d’élimination du cadmium chez ces deux eucaryotes ne requiert en fait que le glutathion. Ce travail ouvre des perspectives sur la mise en évidence et la compréhension du fonctionnement des transporteurs homologues chez les plantes et les organismes aquatiques, organismes vivants à la base des chaînes alimentaires et généralement contaminés de manière précoce par le cadmium issu des sols ou des eaux. Cette étude chez la levure est complété au LEMS par une étude sur les transporteurs ABC humains de type MRP (Multi-Drug Resistance-associated Proteins) et TAP (Transporter associated with Antigen Processing) financée par une ANR dans le cadre du programme « Santé-Environnement Santé-Travail » sur la période 2008-2010 (ANR TR_ACTIFS).
In fine, ce travail participe à l’identification et à la caractérisation des transporteurs actifs impliqués chez les eucaryotes supérieurs dans l’élimination du cadmium. La connaissance des mécanismes moléculaires de transport des métaux chez l’Homme devrait faciliter la prévention et le traitement des désordres liés à leur assimilation tels que les problèmes d’immuno-dépression, mais aussi de développer de méthodologies pour la bioremédiation de ces métaux dans l’environnement.

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