La physiologie de la xanthine oxydase endothéliale : du catabolisme de l'urate à la lésion de reperfusion en passant par la transduction de signaux inflammatoires

La xanthine oxydoréductase (XOR) est une métalloflavoprotéine ubiquitaire qui apparaît sous deux formes interconvertibles mais fonctionnellement distinctes : la xanthine déshydrogénase (XD), qui est exprimée de manière constitutive in vivo ; et la xanthine oxydase (XO), qui est générée par la modification post-traductionnelle de XD, soit par l'oxydation thiol réversible et incrémentale des résidus sulfhydriles sur XD, soit par la clivage protéolytique irréversible d'un segment de XD, qui se produit à basse tension en oxygène et en présence de plusieurs médiateurs pro-inflammatoires. Fonctionnellement, XD et XO catalysent l'oxydation des purines en urate. Cependant, alors que XD nécessite NAD+ comme accepteur d'électrons pour ces réactions redox, générant ainsi le produit stable NADH, XO est incapable d'utiliser NAD+ comme accepteur d'électrons, nécessitant plutôt la réduction de l'oxygène moléculaire pour cette oxydation des purines et générant le radical libre superoxyde hautement réactif. Près de 100 ans d'études ont documenté le rôle physiologique de XD dans le catabolisme de l'urate. Cependant, la conversion rapide et post-traductionnelle de XD à la forme générant des oxydants, XO, fournit un mécanisme physiologique possible pour la signalisation rapide, médiée par des oxydants, post-traductionnelle. Les espèces réactives de l'oxygène (ROS) générées par XO ont été impliquées dans diverses entités clinicopathologiques, y compris les lésions ischémiques/reperfusion et l'insuffisance multiviscérale. Plus récemment, le concept de transduction de signaux physiologiques médiée par les ROS a été proposé, et la possibilité de conversion de XD en XO, avec génération subséquente de ROS, servant de déclencheur de la réponse inflammatoire microvasculaire in vivo a été hypothétisée. Cette revue présente les preuves et les bases de cette hypothèse.