Publication dans Nature

Identification des mécanismes contrôlant l’identité cellulaire des cellules souches

Identifier des molécules qui contrôlent la multipotence des cellules souches pourra servir à inhiber la formation des cancers



La glande mammaire et la prostate sont composées de deux types cellulaires différents: les cellules basales et les cellules luminales. Ces deux types cellulaires sont maintenus par des cellules souches distinctes basales et luminales. Dans des conditions normales, les cellules souches basales chez l’adulte donnent seulement naissance à des cellules basales. En revanche, lors d’une transplantation ou de l’initiation d’un cancer, les cellules souches basales sont susceptibles de générer à la fois des cellules souches basales et des cellules luminales et devenir ainsi multipotentes (pouvant donner naissance à plus d’un type cellulaire). Les mécanismes permettant aux cellules souches basales de restreindre cette multipotence dans les conditions normales ou d’activer la multipotence dans des conditions de réparation tissulaire demeurent inconnus.

Dans une nouvelle étude qui fait la couverture du prestigieux journal Nature, une équipe de chercheurs dirigée par le Professeur Cédric Blanpain – investigateur WELBIO et directeur du laboratoire des cellules souches et du cancer à la Faculté de médecine de l’Université libre de Bruxelles – a découvert que la communication entre les cellules basales et luminales restreignait la multipotence des cellules souches de la glande mammaire et de la prostate. Elle a également identifié les signaux qui restreignent la multipotence dans des conditions normales et qui l’activent dans des conditions de régénération et de réparation tissulaire.

Afin de déterminer si la communication entre les cellules basales et luminales contrôle la multipotence des cellules souches basales, Alessia Centonze et ses collègues ont développé une nouvelle approche génétique qui permet de marquer spécifiquement les cellules basales avec un marqueur fluorescent, de tuer les cellules luminales et d’évaluer le sort des cellules souches basales au cours du temps. Ils ont ainsi pu découvrir que l’ablation des cellules luminales menait à l’activation de la multipotence des cellules souches basales et au réapprovisionnement des cellules souches luminales par des cellules souches basales dans de nombreux tissus, parmi lesquels la glande mammaire, la prostate, les glandes sudoripares et les glandes salivaires. Les chercheurs ont montré que l’activation de la multipotence des cellules souches menait à la formation d’une population cellulaire hybride présentant un programme de différentiation basal et luminal. Afin d’identifier les mécanismes moléculaires menant à l’activation de la multipotence, les chercheurs de l’ULB, en collaboration avec le Professeur Thierry Voet (KULeuven), ont effectué des séquençages d’ARN de cellules uniques, leur permettant ainsi d’étudier l’identité moléculaire des cellules individuelles après l’ablation des cellules luminales . Ils ont ainsi pu définir la trajectoire des cellules souches basales et la signature génétique unique des cellules souches basales multipotentes, ainsi que la manière dont ces cellules donnaient naissance à de nouvelles cellules luminales. « Il était fascinant d’identifier ce nouvel état cellulaire qui accompagne la régénération de différents tissus et montre que la différentiation des cellules basales en cellules luminales constitue un processus dynamique dans lequel les cellules basales perdent leur identité basale tout en acquérant des caractéristiques luminales, passant à travers un état hybride évocateur de l’état cellulaire observé durant le développement embryonnaire », commente Alessia Centonze, la première auteure de cette étude.

Les chercheurs ont ensuite identifié les molécules qui restreignent la multipotence dans des conditions normales ainsi que les molécules qui promeuvent celle-ci lors de l’ablation des cellules luminales. “Etant donné que la multipotence est associée à la formation du cancer du sein et de la prostate, l’identification des molécules qui contrôlent la multipotence des cellules souches va on l’espère servir à inhiber la formation des cancers», commente le Professeur Cédric Blanpain, le dernier auteur de cette étude.

En conclusion, cette nouvelle étude identifie le rôle clé de l’interaction cellulaire pour contrôler la multipotence des cellules souches adultes. Elle met également au jour les mécanismes moléculaires qui contrôlent la multipotence des cellules souches dans différents tissus, ce qui a d’importantes implications pour la compréhension des mécanismes de la formation du cancer.

Ces recherches ont été financées par le FRIA/FNRS, EMBO, le TELEVIE, la Fondation ULB, la Fondation Baillet-Latour, WELBIO, le Fonds Erasme, la Fondation Contre le Cancer et le Conseil Européen de la Recherche.

Source : ULB

Illustration : Laboratoire des cellules souches et du cancer (ULB)

Références de l’article :
Alessia Centonze, Shuheng Lin, Elisavet Tika, Alejandro Sifrim, Marco Fioramonti, Milan Malfait, Yura Song, Aline Wuidart, Jens Van Herck, Anne Dannau, Gaelle Bouvencourt, Christine Dubois, Nina Dedoncker, Amar Sahay, Viviane de Maertelaer, Christian W. Siebel, Alexandra Van Keymeulen, Thierry Voet & Cédric Blanpain. Nature, 2020
DOI : 10.1038/s41586-020-2632-y

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