La xanthine déshydrogénase (XDH) est une enzyme clé du métabolisme des purines, catalysant l’oxydation de l’hypoxanthine et de la xanthine en acide urique, en utilisant principalement le NAD⁺ comme accepteur d’électrons pour produire du NADH. Traditionnellement considérée comme moins nocive que sa forme interconvertible, la xanthine oxydase (XO), qui génère des espèces réactives de l’oxygène (ROS), des recherches récentes montrent que la XDH elle-même peut contribuer au stress oxydatif dans certaines conditions.

Propriétés biochimiques et génération de ROS par la XDH

La XDH catalyse l’oxydation de l’hypoxanthine et de la xanthine, en transférant des électrons vers le NAD⁺ pour former du NADH, sans production directe de ROS dans des conditions physiologiques normales. Cependant, dans des états pathologiques tels que l’ischémie ou une concentration élevée de NADH, la XDH peut oxyder le NADH, entraînant la génération de radicaux superoxydes et la peroxydation lipidique, comme cela a été démontré dans des modèles hépatiques chez le rat. Cette activité oxydase de la XDH vis-à-vis du NADH suggère qu’elle constitue une source intrinsèque de ROS, capable d’induire des dommages oxydatifs sans conversion préalable en XO.

Des études structurales révèlent que la différence entre XDH et XO réside dans la conformation autour du cofacteur flavine-adénine-dinucléotide (FAD), influençant le transfert d’électrons et la réactivité avec l’oxygène et le NAD+. L’intermédiaire flavine semi-quinone de la XDH est thermodynamiquement stable, mais peut réagir avec l’oxygène pour former du superoxyde, bien que la présence de NAD⁺ inhibe de manière significative cette production de ROS.

Les kits de dosage de la xanthine déshydrogénase, qui mesurent souvent l’activité totale de la xanthine oxydoréductase, sont des outils indispensables pour la recherche sur le stress oxydatif. En permettant une quantification sensible, rapide et reproductible de l’activité enzymatique dans divers échantillons biologiques, ces dosages favorisent la compréhension du double rôle de la XDH dans le métabolisme et la production de ROS. Le perfectionnement continu de la spécificité et de la sensibilité des dosages permettra de mieux cerner l’implication de la XDH dans le stress oxydatif et de soutenir le développement thérapeutique.