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Une équipe de l’IRCM lève le voile sur un mécanisme contrôlant la production de neurones à partir des cellules souches

13 jan. 2016 | Neurobiologie

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Une étude menée par l’équipe de Michel Cayouette, professeur titulaire de recherche et directeur de l’unité de recherche en neurobiologie cellulaire de l’IRCM, en collaboration avec l’équipe de Stéphane Angers, professeur associé à l’Université de Toronto, fait la première page de la dernière édition de la revue Developmental Cell à la suite de la découverte d’un mécanisme permettant la production de la diversité cellulaire dans le système nerveux. 

Pour se multiplier et générer de nouveaux tissus, une cellule souche se divise pour produire deux cellules filles. Celles-ci ne sont pas forcément identiques : en effet, elles peuvent se différencier afin d’assurer la production d’une multitude de types de cellules essentielles au bon fonctionnement des tissus. C’est ce qu’on appelle la diversification cellulaire. Or, les facteurs qui amènent les cellules filles à être identiques ou non demeurent peu compris des chercheurs.

Afin d’expliquer le phénomène, l’équipe de l’IRCM a émis l’hypothèse que la manière dont sont orientées les divisions des cellules souches influence la production de la diversité cellulaire. « Pour illustrer ce propos, imaginons que nous avons sur une table une pomme dont le dessus est vert et, le bas, rouge, explique Carine Monat, étudiante au doctorat au laboratoire de Michel Cayouette et co-première auteure de l’étude. Si on coupe la pomme perpendiculairement à la table, nous aurons deux morceaux identiques qui seront tous deux verts et rouges; si on la coupe parallèlement, les morceaux seront différents, l’un étant rouge et, l’autre, vert. » 

L’équipe de chercheurs a démontré qu’un certain gène, nommé SAPCD2, influençait l’orientation de la cellule alors qu’elle se divise. De plus, les chercheurs ont confirmé que l’orientation de la division contrôle le devenir des cellules filles in vivo. Pour ce faire, ils ont étudié le comportement des cellules souches de la rétine de souris génétiquement modifiées pour exprimer ou non le gène SAPCD2. « En l’absence de SAPCD2, une bonne proportion des divisions changent d’orientation, et les deux cellules filles produites étaient alors différentes. Or, en présence du gène, les cellules filles produites étaient identiques », explique Carine Monat. Résultat : le gène contrôle bel et bien l’orientation de la division des cellules souches, qui à son tour influence la diversité cellulaire. 

Cette découverte pourrait améliorer la recette pour « programmer » des cellules souches afin qu’elles génèrent type de cellules d’intérêt, par exemple des cellules spécifiques de la rétine qui se dégénèrent lors de maladies causant la cécité. Celles-ci seraient ensuite implantées chez un patient afin de régénérer les tissus endommagés. De plus, cette étude aidera à  concevoir des approches plus ciblées pour freiner la progression des tumeurs : en effet, des perturbations dans l’orientation de la division cellulaire ont été observées dans certains cancers, et le gène SAPCD2 avait été précédemment lié au développement de tumeurs.

À propos de l’étude
Cette étude a bénéficié du soutien financier du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, des Instituts de recherche en santé du Canada, de même que des Fondations W. Garfield Weston et Brain Canada. Le projet a été mené à l’IRCM par Carine Monat et Marine Lacomme, sous la supervision de Michel Cayouette, en collaboration avec l’équipe de Stéphane Angers, professeur associé de l’Université de Toronto.