Les chercheuses et chercheurs
de l’IRCM

Division cellulaire asymétrique 
La capacité d’une cellule souche à se diviser pour produire deux cellules-filles différentes est essentielle dans la production de la diversité cellulaire qui est à la base du fonctionnement des tissus sains. Lorsque les mécanismes cellulaires et moléculaires régissant ce processus, qu’on appelle division cellulaire asymétrique, sont altérés, cela peut mener à diverses malformations développementales ou maladies comme le cancer. Afin de mieux comprendre la contribution des divisions cellulaires asymétriques dans le développement de ces pathologies, nous étudions les mécanismes fondamentaux qui régulent précisément la production de divisions asymétriques. Plus particulièrement, nous travaillons à comprendre comment  les cellules souches orientent leur fuseau mitotique de façon à distribuer inégalement certaines protéines ou ARNm dans les cellules-filles afin d’influencer différemment leur destin cellulaire.  

Reprogrammation cellulaire
L’utilisation de cellules souches pour régénérer divers tissus suite à une maladie dégénérative ou une blessure a beaucoup attiré l’attention au cours de dernières années. Grâce à leur potentiel multipotent, les cellules souches peuvent être différenciées en différents types cellulaires qui peuvent ensuite être greffées afin de reconstituer une population cellulaire donnée. Par contre, cette approche fait face à différents défis, surtout pour utilisation dans le système nerveux, où l’efficacité de la transplantation et le niveau d’intégration des cellules greffées dans les circuits neuronaux est faible. Pour contourner ce problème, nous travaillons à identifier des approches permettant de reprogrammer directement les cellules gliales du tissu nerveux en neurones. Nous avons mis au point une méthode qui nous permet de cribler un grand nombre de paramètres afin d’identifier les conditions permettant de convertir les cellules gliales en neurones in situ. Cette approche permet d’éviter les chirurgies de transplantation cellulaire complexes et de tirer avantage de la présence des cellules gliales déjà intégrées dans le système nerveux afin de remplacer des neurones perdus dans diverses maladies neurodégénératives.

Contrôle de la polarité cellulaire
L’organisation fonctionnelle des différents tissus dépend de la capacité des cellules à pouvoir localiser précisément différentes molécules ou organelles de façon asymétrique. Les cellules utilisent ensuite cette information pour s’orienter dans l’espace et contrôler diverses fonctions physiologiques des tissus. Certains projets dans notre laboratoire visent à mieux comprendre les mécanismes gouvernant la production de la polarité cellulaire et son rôle dans le développement et le fonctionnement des tissus nerveux, en particulier de la rétine.

Régulation de l’identité temporelle des cellules souches neurales 
Au cours du développement du système nerveux, les cellules souches neurales produisent différents types cellulaires à des moments précis du développement. Cette organisation temporelle est critique à la production d’un système nerveux fonctionnel en permettant la formation de circuits neuronaux qui contrôlent nos mouvements, nos sens, nos apprentissages et même nos émotions. La production de cellules au mauvais moment du développement peut donc avoir des conséquences graves comme la malformation du tube neural (spina bifida), des retards cognitifs, et des problèmes d’apprentissages. Certains de nos travaux visent donc à identifier les mécanismes moléculaires permettant la production du bon type cellulaire au bon moment. Plus particulièrement, nous utilisons des approches de génomique afin d’identifier les réseaux génétiques impliqués dans ces décisions, avec une emphase particulière dans l’identification des facteurs de transcription permettant aux cellules souches neurales de changer leur identité temporelle au fur et à mesure que le développement de l’organisme progresse.

Bases génétiques et moléculaires des dégénérescences rétiniennes
Les dégénérescences rétiniennes héréditaires provoquent la mort des photorécepteurs, les cellules hautement spécialisées de la rétine qui permettent de transformer la lumière en influx nerveux. Ces maladies demeurent incurables et peuvent mener à la cécité. Ainsi, l’identification des mutations génétiques causant les dégénérescences rétiniennes est essentielle afin de pouvoir développer des approches thérapeutiques comme la thérapie génique. L’identification des mutations est une première étape importante, mais comment ces mutations mènent à la mort des photorécepteurs demeurent souvent incompris, ce qui freine les efforts de développement thérapeutiques. Pour pallier à ce problème, nous collaborons avec des cliniciens généticiens qui identifient les mutations génétiques associées aux dégénérescences rétiniennes et utilisons la souris pour modéliser ces maladies afin de mieux comprendre les bases moléculaires de ces mutations sur la survie des photorécepteurs.

Neuroprotection
Plusieurs maladies neurodégénératives sont causées par l’accumulation de protéines toxiques dans les neurones. Ces découvertes suggèrent qu’une meilleure compréhension des mécanismes qui contrôlent les niveaux de ces protéines dans les cellules pourrait permettre d’identifier des approches permettant de réduire leur impact sur la survie cellulaire. Certains projets en cours visent à identifier les mécanismes cellulaires et moléculaires qui permettent de contrôler les niveaux de certaines protéines impliquées dans les pathologies et d’utiliser ces connaissances pour mettre au point des méthodes permettant de baisser les niveaux de protéines toxiques dans les neurones.