Publié le 2024-05-27. Des chercheurs espagnols ont découvert que le pigment responsable des cheveux roux et des plumes orangées chez certains oiseaux pourrait offrir une protection cellulaire inattendue face à un excès d’un acide aminé, la cystéine, remettant en question les idées reçues sur les risques liés à ce pigment.
- Une étude menée sur des diamants mandarins révèle que la production de phéomélanine, un pigment orangé, peut aider à gérer les niveaux de cystéine dans les cellules.
- Le blocage de la production de ce pigment aggrave les dommages cellulaires liés à un excès de cystéine chez les mâles.
- Ces résultats suggèrent que le pigment orange pourrait avoir un rôle protecteur dans certaines conditions métaboliques.
Longtemps considéré comme un trait évolutif potentiellement néfaste, associé à un stress cellulaire accru et, chez l’humain, à un risque plus élevé de cancer, le pigment orange – la phéomélanine – pourrait en réalité jouer un rôle protecteur dans certaines circonstances. C’est la conclusion d’une nouvelle étude menée par le Conseil national espagnol de la recherche (CSIC).
L’équipe du Dr Ismael Galvan a étudié 65 diamants mandarins pour comprendre pourquoi ce pigment, malgré ses inconvénients potentiels, persiste si largement dans la nature. En manipulant à la fois le régime alimentaire des oiseaux et leur production de pigments, les chercheurs ont exploré l’hypothèse selon laquelle la coloration orange ne serait pas qu’un simple signal, mais une véritable stratégie cellulaire pour gérer les nutriments riches en soufre.
La phéomélanine, un pigment orange à rouge à base de soufre, est responsable de la couleur des cheveux roux et des plumes de certains oiseaux, comme le pinson. Or, des études antérieures ont établi un lien entre la présence de ce pigment et un risque accru de mélanome. Cette contradiction a longtemps intrigué les biologistes évolutionnistes : si le pigment était uniquement préjudiciable, la sélection naturelle aurait dû favoriser les variantes génétiques produisant de la mélanine sombre, plus protectrice.
L’étude du CSIC se concentre sur le rôle de la cystéine, un acide aminé soufré essentiel à la construction des protéines. Un excès de cystéine peut perturber l’équilibre chimique des cellules et conduire à une forme de mort cellulaire induite par le stress. Or, la phéomélanine étant fabriquée à partir de cystéine, sa production pourrait permettre de neutraliser l’excès de cet acide aminé en le transformant en une forme stable et inoffensive.
Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont administré à certains oiseaux un supplément de cystéine (environ 0,1 g/L) pendant un mois, tout en bloquant la synthèse de la phéomélanine chez d’autres grâce au ML349, un médicament qui inhibe un récepteur pigmentaire. Des analyses sanguines ont ensuite révélé des taux plus élevés de malondialdéhyde – un marqueur de dommages systémiques – chez les mâles ayant reçu à la fois de la cystéine et du ML349, comparativement à ceux ayant reçu uniquement de la cystéine.
Ces résultats confirment l’idée que la production de phéomélanine permet de réduire la quantité de cystéine libre dans les cellules, limitant ainsi les dommages oxydatifs. Les femelles, qui ne produisent pas de phéomélanine dans leurs plumes, ont présenté une augmentation des niveaux de malondialdéhyde après avoir consommé de l’eau enrichie en cystéine, ce qui renforce l’importance de cette voie métabolique.
« Ces résultats démontrent que la synthèse de la phéomélanine évite les dommages cellulaires en excrétant l’excès de cystéine vers les structures kératiniques inertes telles que les plumes », explique le Dr Galvan. Il précise toutefois que d’autres tissus pourraient ne pas disposer de cette même voie de stockage, ce qui pourrait modifier l’impact de la cystéine sur l’organisme.
Ces découvertes pourraient avoir des implications importantes pour la compréhension des risques associés aux cheveux roux et à la peau claire chez l’humain. Une étude de 2012 avait déjà suggéré que la voie de la phéomélanine pourrait augmenter le risque de mélanome, même en l’absence d’exposition aux rayons ultraviolets. Les résultats de l’étude sur les pinsons suggèrent que le régime alimentaire et le métabolisme pourraient jouer un rôle crucial dans ce risque, en modifiant la quantité de pigment de cystéine que les cellules doivent gérer.
Les chercheurs ne peuvent pour l’instant pas déterminer quels aliments augmentent les niveaux de cystéine dans la peau humaine. Ils prévoient d’explorer si des changements alimentaires ou des maladies peuvent modifier les niveaux de cystéine et ainsi influencer le rôle protecteur du pigment. L’étude est publiée dans la revue Nexus PNAS.
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