Près de la moitié du génome humain est composé de fragments d’ADN provenant d’anciens virus. On sait aujourd’hui que ces « éléments transposables » (ET) jouent divers rôles dans la modulation de l’expression génétique et du développement des maladies. Une équipe internationale dirigée par des chercheurs de la KAUST a montré qu’un élément transposable commun appelé LINE-1 RNA joue un rôle positif dans le déclenchement de la réparation osseuse, avec des applications potentielles dans le traitement de l’ostéoporose et de nombreuses autres maladies.
« Autrefois qualifiés d’ADN poubelle, les scientifiques pensaient que les ET n’étaient pas pertinents, voire nocifs », explique Arianna Mangiavacchi, chercheuse à la KAUST, qui a travaillé sur l’étude avec Valerio Orlando, membre du corps professoral, et ses collègues. « Cependant, de nombreux rôles positifs des ET sont désormais découverts, et nos travaux sur la réparation osseuse apportent de nouvelles connaissances dans ce domaine. »
Les recherches de Mangiavacchi et Orlando portent sur les processus de vieillissement et sur la façon dont le corps réagit aux facteurs de stress environnementaux au fil du temps. Les scientifiques savent que les niveaux de TE augmentent avec l’âge, mais leur rôle dans la santé des tissus est mal compris. Des travaux antérieurs de Mangiavacchi et de ses collègues ont suggéré un lien entre l’activité de l’ARN LINE-1 et la santé des os, l’équipe a donc cherché à vérifier les mécanismes en jeu.
Tout d’abord, l’équipe a mené des expériences de séquençage sur des souris présentant des fractures osseuses et a découvert que les ET, en particulier l’ARN LINE-1, étaient régulés à la hausse pendant une courte période après la fracture.
Des recherches plus poussées ont montré que l’ARN LINE-1 activait un programme d’inflammation soigneusement régulé, qui à son tour induisait une voie de signalisation spécifique pour réparer la fracture.
Arianna Mangiavacchi, chercheuse, KAUST
Les chercheurs ont ensuite examiné les TE dans les cellules osseuses (ostéoblastes) prélevées chez des femmes ménopausées atteintes d’ostéoporose et chez un groupe témoin sain. Les TE, en particulier les LINE, étaient fortement régulés à la hausse dans les fémurs sains présentant une densité osseuse élevée, tandis que ceux présentant une densité osseuse plus faible et une ostéoporose présentaient une faible expression de LINE.
« Nous avons ajouté de l’ARN LINE-1 synthétique à ces cultures cellulaires et les résultats ont été étonnamment clairs », explique Mangiavacchi. « Les ostéoblastes traités avec l’ARN LINE-1 présentaient un phénotype distinctif dans lequel la matrice osseuse se formait abondamment et rapidement. Fait crucial, les cellules dérivées de patients ostéoporotiques ont été sauvées par le traitement à l’ARN LINE-1. »
« Il semble que le corps humain ait adopté les ET viraux pour déclencher une réponse inflammatoire aux dommages, ce qui a permis au système immunitaire inné de réparer les os et les tissus. Le soi-disant « côté obscur » des ET a été acquis délibérément dans notre génome, nous permettant de nous adapter et d’être plus résilients », explique Orlando.
Cette découverte est protégée par deux brevets, l’un concédé sous licence à la société de biotechnologie Altos Labs en Californie, et l’autre à la start-up RepeatEra, fondée par Orlando et Mangiavacchi, pour porter leur thérapie pro-régénératrice aux essais cliniques.
« Nous pensons que ce mécanisme n’est pas exclusif aux os, et que les thérapies basées sur l’ARN synthétique LINE-1 pourraient avoir de nombreuses applications, de la réparation de la cornée aux cosmétiques protecteurs de la peau », explique Mangiavacchi. « Nous sommes ravis d’approfondir ces résultats et de comprendre comment les ET influencent d’autres types de cellules. »
Source:
Université des sciences et technologies du roi Abdallah (KAUST)
Référence de la revue :
Mangiavacchi, A., et autres. (2024). L’ARN LINE-1 déclenche la formation de matrice dans les cellules osseuses via une réponse inflammatoire médiée par PKR. Le journal EMBO. est ce que je.org/10.1038/s44318-024-00143-z.
2024-08-07 19:55:00
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