Cellules souches et programmation génétique : l'apport de la recherche fondamentale

Des chercheurs de l’Institut Pasteur et du CNRS viennent d’identifier des régulateurs contrôlant l’un des processus essentiels du développement embryonnaire chez les femelles mammifères : la mise sous silence des gènes de l’un des deux chromosomes sexuels. Ces mêmes régulateurs sont également impliqués dans le maintien de la capacité des cellules souches embryonnaires à donner naissance aux différents tissus de notre organisme, comme la peau, les ongles ou le foie. Ces régulateurs sont également capables de « reprogrammer » le génome des cellules matures pour leur faire perdre leur spécialisation, et retourner à l’état de cellules souches. Ces travaux contribuent ainsi à mieux comprendre ces mécanismes fondamentaux, ce qui sera indispensable pour espérer maîtriser le devenir des cellules souches et développer des nouvelles stratégies thérapeutiques. Ils sont publiés la revue Nature.

Cellules souches embryonnaires - © REUTERS/HO/RBM Online

Chez les mammifères, les femelles possèdent deux chromosomes sexuels identiques de type X, alors que les mâles n’en possèdent qu’un. Pour contrebalancer ce déséquilibre, un mécanisme spécifique se met en place chez la femelle pendant le développement de l’embryon : il s’agit de la mise sous silence des gènes présents sur l’un des deux chromosomes X. Mâles et femelles expriment ainsi le même nombre de gènes du chromosome X dans chaque cellule. Cette inactivation du chromosome X est le sujet de recherche de l’unité de Génétique moléculaire murine (Institut Pasteur/CNRS URA 2578), dirigée par Philip Avner. Les chercheurs de cette unité avaient précédemment identifié trois facteurs intervenant dans la régulation directe du processus. En collaboration avec une équipe de l’université d’Edimbourg, ils viennent de mettre en évidence trois autres facteurs, impliqués cette fois-ci dans un second niveau de la régulation.

Or, certains de ces facteurs étaient déjà connus pour permettre aux cellules spécialisées dans lesquelles ils s’expriment de « remonter » le processus de leur maturation. Ces cellules redeviennent des cellules non-spécialisées, également appelées cellules souches. Quand cette « déprogrammation » a lieu dans des cellules femelles, elle s’accompagne de la réactivation des gènes du chromosome X inactif. Ceci suggère donc des mécanismes moléculaires communs entre cette réactivation et la déprogrammation de l’expression des gènes.

En contribuant à identifier les processus qui régulent ces mécanismes indéniablement liés, les découvertes des chercheurs de l’Institut Pasteur et du CNRS soulignent l’apport potentiel de la recherche fondamentale dans la compréhension du maintien de la plasticité des cellules souches embryonnaires, domaine qui représente, à l’heure actuelle, un enjeu considérable en matière de thérapie.

Notes :

Ces travaux ont reçu un soutien de l’Agence Nationale de la Recherche Scientifique et du réseau européen d’excellence Epigenome.

Références :

Molecular coupling of Tsix regulation and pluripotency, Nature, 18 novembre 2010.

Pablo Navarro (1,2), Andrew Oldfield (1,3), Julie Legoupi (1), Nicola Festuccia (2), Agnès Dubois (1), Mikael Attia (1), Jon Schoorlemmer (4), Claire Rougeulle (1,3), Ian Chambers (2) and Philip Avner (1).

(1) Unité de Génétique Moléculaire Murine, URA 2578, Institut Pasteur 75724 Paris Cedex 15, France.
(2) Medical Research Council (MRC) Centre Development in Stem Cell Biology, Institute for Stem Cell Research, School of Biological Sciences, University of Edinburgh, Edinburgh EH9 3JQ, UK.
(3) UMR 7216 Epigénétique et Destin Cellulaire, CNRS/Université Paris Diderot, Case 7042, 75205 Paris Cedex 13, France.
(4) ARAID Foundation and Instituto Aragonés de Ciencias de la Salud, DepartamentoAnatomía y Embriología, Facultad de Veterinaria, 50013 Zaragoza, Spain.

Source : communiqué de presse du CNRS