La stratégie des cellules souches adultes pour échapper à la mort programmée
Publié par Adrien le 07/12/2018 à 08:00
Source: CNRS-INSB
Les cellules souches adultes assurent un renouvellement constant des tissus, par exemple la peau, l'intestin, ou encore le sang et certains tissus neuraux, pour compenser l'accumulation des stresses et dommages subis. Pour remplir ces fonctions essentielles, les cellules souches doivent donc pouvoir survivre tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) au long de la vie (La vie est le nom donné :) adulte. Grace à l'analyse de la drosophile, l'étude publiée dans la revue Nature Communications vient d'identifier comment les cellules souches survivent chez l'adulte, en échappant à la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par exemple la mort des...) cellulaire programmée.


Figure: La voie de signalisation Hippo (Hpo/ MST1-2) inhibe le facteur nucléaire Yorkie (Yki /YAP/TAZ) conduisant à la mort cellulaire programmée, l'apoptose. Dans les cellules souches adultes du système rénal de drosophile, le facteur de transcription Shavenbaby (Svb /OvoL) s'associe physiquement avec Yki, permettant l'expression du facteur anti-apoptotique DIAP1. L'inactivation ciblée de Svb (svb-RNAi) conduit à la perte des cellules souches adultes qui meurent par apoptose, comme démontré par leur survie suite à l'expression forcée de DIAP1 en absence de Svb ([i]svb-RNAi+DIAP1).
© Jérôme BOHERE, Cédric POLESELLO et François PAYRE[/i]

Tout au long de la vie adulte, l'intégrité des organes nécessite un renouvellement constant des tissus, pour compenser la perte des cellules due à leur vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant progressivement l'aptitude d'un objet, d'une information ou d'un organisme à assurer ses fonctions.) naturel ou en réponse à des stresses mécaniques, chimiques, ou encore infectieux. Ce renouvellement cellulaire indispensable au maintien et équilibre (homéostasie) des fonctions vitales (Les Vitales sont un ordre de plantes dicotylédones. Cet ordre a été réintroduit dans la Angiosperm Phylogeny Website et ne comprend qu'une...) résulte de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) des cellules souches adultes, capables à la fois de s'auto-renouveler et de se différencier en types cellulaires adaptés. Les cellules souches adultes sont porteuses d'immenses espoirs pour les thérapies cellulaires, et leurs altérations sont impliqués dans des pathologies variées. Des travaux récents montrent, de plus, que de nombreuses tumeurs présentent des cellules souches cancéreuses, impliquées dans l'échappement thérapeutique (La thérapeutique (du grec therapeuein, soigner) est la partie de la médecine qui étudie et applique le traitement des maladies.) et la résistance aux traitements. Contrairement à la plupart des cellules adultes matures qui seront remplacées en quelques jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel....), les cellules souches doivent pouvoir persister sur des temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) très longs pour exercer leurs fonctions. Il est donc important de comprendre comment maintenir, pendant toute la vie adulte, un réservoir constant de cellules souches.

En étudiant les tubules de Malpighi, qui assurent la fonction rénale chez la mouche (Mouche est un nom vernaculaire ambigu en français. Le terme mouche (/muʃ/) provient du mot italien musca, qui désigne de nos jours...) drosophile, les chercheurs ont identifié un mécanisme favorisant la survie des cellules souches adultes. Les tubules de Malpighi possèdent des cellules souches dont le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) (~350) reste normalement relativement stable au cours de la vie adulte. Ils mettent en évidence qu'un facteur de transcription, Shavenbaby (OvoL chez les mammifères) bien connu pour son rôle dans la différenciation épithéliale dans l'embryon (Un embryon (du grec ancien ἔμϐρυον / émbruon) est un organisme en développement depuis la première...), est spécifiquement exprimé dans les cellules souches adultes. L'inactivation spécifique du gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On peut également définir un gène...) shavenbaby, chez l'adulte, conduit progressivement à la perte complète des cellules souches. Cette perte des cellules souches est due à leur mort cellulaire programmée (apoptose) ; l'inhibition de l'apoptose permettant de garder un nombre normal de cellules souches même en absence de shavenbaby (voir Figure). Ces résultats démontrent donc que l'activité du facteur de transcription Shavenbaby est de protéger les cellules souches contre l'apoptose.

Les chercheurs ont ensuite identifié le mécanisme moléculaire permettant à ce facteur de protéger les cellules souches de l'apoptose. Des analyses génétiques ont permis de positionner l'effet du facteur de transcription Shavenbaby dans la voie de signalisation Hippo, une voie clé pour le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) de la balance prolifération/différenciation (voir Figure). Des expériences complémentaires montrent que la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En général, on parle de protéine lorsque la chaîne...) Shavenbaby interagit directement avec le co-facteur de transcription Yorkie (YAP/TAZ chez les mammifères, essentiel à la voie Hippo), pour contrôler l'expression du gène DIAP1 codant pour la molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de matière possédant les...) anti-apoptotique phare de la drosophile.

L'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) de ces travaux établit donc que Shavenbaby, grâce à son interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) directe avec Yorkie, protège les cellules souches adultes de l'apoptose en déclenchant l'expression de la protéine anti-apoptotique DIAP1. Du fait de la conservation évolutive des molécules impliquées, ces résultats suggèrent l'existence de mécanismes similaires pour la survie des cellules souches adultes chez les vertébrés (Les vertébrés forment un sous-embranchement du règne animal. Ce taxon, qui dans sa version moderne exclut les myxines, est considéré comme...), notamment chez l'Homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme...). De plus, ils ouvrent de nouvelles pistes pour mieux comprendre le comportement des cellules souches cancéreuses et leur contribution à la résistance de certaines tumeurs aux traitements actuellement disponibles.
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