Dans le monde de la recherche scientifique, le tryptophane n'est pas seulement un acide aminé. Lorsqu'il est exposé à la lumière ultraviolette, il peut être transformé en un composé puissant appelé 6-formylindolo[3,2-b]carbazole (FICZ). Le FICZ ne présente pas seulement un grand intérêt biologique pour les chercheurs, il peut également affecter notre compréhension de la toxicité environnementale et avoir des effets cachés sur le développement de l'embryon et du système immunitaire.
Ce processus de changement du tryptophane montre la diversité des réactions chimiques de la vie et leur signification biologique.
Dans des conditions appropriées, comme l’exposition à la lumière ultraviolette ou dans une solution spécifique, le tryptophane produit du FICZ. Son mécanisme de conversion initial implique la photooxydation du tryptophane, formant une série d’intermédiaires qui sont finalement convertis en FICZ. Par exemple, la formation interne de FICZ peut être observée après irradiation UV de kératinocytes humains cultivés dans un milieu enrichi en tryptophane. Ce processus a également été confirmé dans d’autres types de cellules, notamment les cellules Jurkat cultivées dans un milieu enrichi en L-Trp.
Les rayons UV non seulement assombrissent notre peau, mais ils déclenchent également une cascade surprenante de changements au niveau moléculaire.
En plus de s'appuyer sur l'influence de la lumière ou du H2O2, la synthèse de FICZ peut également convertir le tryptophane en FICZ grâce à une série de réactions enzymatiques. Cela implique la désamination oxydative du tryptophane, formant finalement le précurseur du tryptophane I3A, qui est ensuite converti en FICZ. Les réactions pertinentes sont déclenchées par diverses enzymes, ce qui montre la diversité du tryptophane dans différentes conditions et son importance biologique.
La transformation du tryptophane et la synthèse de FICZ nous ont donné une compréhension plus approfondie du métabolisme corporel.
Lorsque le FICZ se lie au récepteur des hydrocarbures aryliques (AHR), il active l'expression des gènes cibles, y compris de nombreux gènes impliqués dans le métabolisme, tels que le cytochrome P450 (CYP) 1A1. En tant que ligand AHR à haute affinité, les effets du FICZ ne se limitent pas aux processus métaboliques mais affectent également la régulation du système immunitaire et peuvent devenir un candidat pour une nouvelle cible thérapeutique.
Des recherches ont désormais montré que le FICZ joue un rôle crucial dans diverses réponses cellulaires, notamment dans le développement du système immunitaire.
FICZ est important pour l’auto-renouvellement et la différenciation des cellules souches et des cellules pré-souches. Il favorise l’expansion de cellules souches spécifiques, essentielles au développement normal du fœtus. De plus, le FICZ est également impliqué dans la régulation des réponses immunitaires pour affecter la différenciation des cellules T, ce qui montre sa valeur d'application potentielle dans la recherche sur les maladies anti-auto-immunes et le cancer.
La diversité et la toxicité potentielle des FICZ remettent en question notre compréhension de l’environnement et de la biologie et nous poussent à nous demander : combien de changements biochimiques non découverts se cachent à chaque instant de la vie humaine ?