La protéine connue sous le nom de cathepsine D se trouve uniquement dans les cellules et joue un rôle à la fois dans l’immunité et les maladies humaines. Les cellules immunitaires appelées macrophages créent de la cathepsine D. Les macrophages ingèrent des bactéries, puis subissent l’apoptose, ou la mort cellulaire programmée, pour s’assurer que l’organisme envahisseur est détruit. Le chemin vers l’apoptose est provoqué par l’activation de la cathepsine D dans le macrophage.
Le rôle de la cathepsine D dans l’apoptose peut être lié à une autre fonction de la digestion. Les cellules contiennent des compartiments appelés lysosomes, qui peuvent contenir des molécules ciblées pour la destruction. Dans le lysosome, cette protéine semble remplir une telle fonction après avoir été activée. La séquence d’activation, l’élimination de deux groupes d’acides aminés, ainsi que sa fonction, ont conduit les chercheurs à regrouper cette protéine avec une famille de protéines appelées peptidases.
La tâche des peptidases est de rompre les liaisons peptidiques présentes dans les protéines. La raison pour laquelle la cathepsine D est initialement produite en tant que proenzyme nécessitant une activation est de protéger la cellule. Si cette protéine était produite sous une forme active, elle attaquerait les protéines à l’intérieur du cytoplasme de la cellule. Pour cette raison, il est d’abord séquestré dans le lysosome avant activation et digestion.
Lorsque cette enzyme est produite pour la première fois par transcription et traduction d’ARN, elle contient une «étiquette» constituée d’un sucre. Cette étiquette permet aux protéines membranaires du lysosome de reconnaître la cathepsine D et de la laisser entrer dans cette partie soigneusement protégée de la cellule. Cette enzyme nécessite un environnement acide pour fonctionner correctement, bien que cette protection comporte ses inconvénients. Dans certains états pathologiques, le lysosome peut devenir trop acide et l’enzyme peut commencer à attaquer les protéines à l’intérieur de sa membrane.
Le gène qui code pour cette protéine, spécifiquement appelé gène CTSD, est sujet à mutation, comme le sont tous les gènes. Certaines mutations du gène CTSD ont été associées à des maladies telles que le cancer du sein. Cela est probablement dû au rôle du gène dans l’initiation de l’apoptose, selon la recherche. La présence et l’expression de la cathepsine D peuvent être utilisées comme marqueur tumoral dans le cancer du sein. Un tel rôle permet aux chercheurs de déterminer la présence de cellules cancéreuses en fonction de la quantité de cette protéine.
La fonction de la cathepsine D pourrait être impliquée dans la maladie d’Alzheimer. Une autre protéine de la famille des peptidases, la mémapsine, a été associée à la destruction des tissus dans la maladie d’Alzheimer. Certains scientifiques pensent avoir également trouvé un lien entre une mutation du gène CTSD et cette maladie neurodégénérative.