En inhibant simultanément deux molécules, Stéphanie Käser-Pébernard, assistante-docteure au Département de biologie de l’Université de Fribourg, est parvenue à transformer des cellules germinales, qui devraient normalement générer des spermatozoïdes et des ovules, en neurones. Cette approche représente une nouvelle voie dans le domaine de la reprogrammation cellulaire et pourrait, par exemple, contribuer à freiner la prolifération des cellules cancéreuses.

«Nos recherches ont pour but de découvrir le code-barre qui définit le devenir d’une cellule. Aujourd’hui, nous avons réussi à en déterminer une barre», se réjouit Stéphanie Käser-Pébernard. Les travaux, qu’elle a menés sous la direction de la Maître-assistante Chantal Wicky et du Professeur Fritz Müller de l’Unité de zoologie de l’Université de Fribourg, montrent, pour la première fois, que des phénomènes épigénétiques peuvent, à eux seuls, avoir une influence sur le devenir d’une cellule. Jusqu’ici, on pensait qu’ils étaient nécessaires, mais pas suffisants, et qu’une action directe sur le code génétique était indispensable pour contrôler le développement d’une cellule en un type germinal ou neuronal.

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Gamète, cellule musculaire ou neurone?

Le Caenorabditis elegans, un ver hermaphrodite d’un millimètre de long qui se développe très rapidement, représente un excellent modèle pour étudier le destin des cellules, non seulement parce qu’il est transparent, mais aussi parce qu’il est possible de prévoir ce que chacune de ses cellules deviendra, dès la première division de l’embryon. «Nous avons utilisé ce ver pour étudier l’influence de certaines protéines, ou "facteurs" épigénétiques sur la chromatine, le fameux "collier de perles" composé de l’ADN et de toutes les protéines qui lui sont associées. Nous avons ainsi pu déterminer que l’inhibition simultanée des protéines LET-418 et SPR-5 (aussi appelée LSD1 chez les mammifères) modifie anormalement les histones, ces protéines qui s’associent avec l’ADN pour former la chromatine, et que cette modification induit un changement d’état des cellules germinales. Au lieu de produire des gamètes, les cellules germinales deviennent des cellules somatiques de toutes sortes (muscles, peau, etc.), mais principalement des neurones. En effet, les protéines LET-418 et SPR-5 jouent un rôle de barrière qui maintient les cellules germinales dans leur rôle; si la barrière tombe, plus rien n’empêche ces cellules de se différencier. Par conséquent, c’est toute la lignée germinale du ver qui est transformée. Il continue à vivre, mais il devient stérile», explique Stéphanie Käser-Pébernard.

Au niveau thérapeutique, cibler cette modification permettrait d’influer sur le devenir de certaines cellules. Il serait, par exemple, possible d’empêcher une cellule cancéreuse de se diviser en l’entraînant sur la voie de la différentiation; c’est-à-dire en l’obligeant à se transformer en neurone ou tout autre type de cellule somatique, qui ne possèderait plus la capacité de se diviser. Ainsi la prolifération pourrait être stoppée. Des pistes pourraient aussi être développées dans le domaine de la régénération des tissus, par exemple pour remplacer des organes défaillants.


Les résultats de cette recherche ont été publiés dans le magazine scientifique Stem Cell reports:
http://dx.doi.org/10.1016/j.stemcr.2014.02.007


Contact: Stéphanie Käser-Pébernard, Unité de zoologie, stephanie.kaeser-pebernard@unifr.ch, 026 300 88 99