“Avec notre technique, nous demandons en fait à une souris : ‘A quoi ressembliez-vous il y a tant de jours ?'”, explique le professeur de biologie du développement Joost Gribnau d’Erasmus MC. “Avec cette technique, nous pouvons cartographier l’ensemble du développement d’un œuf fécondé au développement des 350 types de cellules.” Il s’attend à ce que cela soit d’une grande valeur pour les biologistes du développement, qui pourront voir pour la première fois quels gènes sont actifs dans toutes les cellules au cours du développement. L’article sur cette recherche a été publié aujourd’hui dans Biotechnologie naturelle
Cette nouvelle technique a maintenant fait ses preuves avec des recherches sur des souris. Dans la recherche de suivi, les chercheurs veulent voir s’ils peuvent étudier les cellules souches humaines dans des boîtes de culture.
Il est important de savoir quels gènes sont actifs à quel moment, car pour produire une bonne cellule mature, exactement les bons gènes doivent être « activés » à tout moment. Chaque personne possède environ 25 000 gènes ou morceaux d’ADN. Seulement un tiers à la moitié de ces gènes dans une cellule sont actifs à la fois. Selon les gènes qui sont actifs à des moments précis au cours du développement d’une cellule, une cellule souche se développe en un certain type de cellule, comme une cellule cutanée, une cellule rénale, une cellule musculaire ou une cellule glandulaire.
Cellules sanguines du laboratoire
Avec des informations sur l’activité des gènes, les scientifiques peuvent imiter le développement des cellules dans un laboratoire. “Prenez par exemple les cellules souches du sang”, explique Gribnau. “Si nous savons comment une cellule souche devient une cellule souche sanguine, nous pouvons imiter cela en laboratoire.” Vous pouvez faire don de ces cellules souches sanguines fabriquées en laboratoire à des patients atteints de leucémie, par exemple.
Dans la leucémie, la production de globules blancs est perturbée. Ils se divisent librement ou se déforment. De nombreux patients reçoivent une chimiothérapie et/ou une radiothérapie. Ces traitements détruisent non seulement les cellules malignes, mais également les cellules souches saines. Par conséquent, une greffe de cellules souches est souvent nécessaire. À l’avenir, ces cellules pourraient être fabriquées en laboratoire.
Gènes actifs
Pour déterminer quels gènes sont actifs, les chercheurs utilisent une enzyme qui joue un rôle important dans la multiplication de l’ADN dans la cellule et dans la lecture de l’ADN pour produire des protéines. Lorsque les chercheurs ajoutent l’enzyme à la souris, elle attache un soi-disant groupe méthyle (certain composé de molécules) à tous les gènes qui sont actifs à ce moment-là. Gribnau : « Il accroche des drapeaux, pour ainsi dire, pour que le marquage reste bien visible. La grande chose est que ces groupes méthyle restent, même si la cellule continue à se diviser.
Dans leurs expériences, les chercheurs ont suivi le développement de la cellule souche intestinale à la cellule épithéliale intestinale ; les cellules qui forment la couche externe des intestins et sont en contact avec la bouillie alimentaire qui passe. Chaque jour, les chercheurs marquaient les gènes actifs dans un groupe différent de souris. Par exemple, ils ont enregistré le développement de la cellule souche à la cellule épithéliale tous les jours.
Après quelques jours, le développement était terminé et les chercheurs ont pu voir quels gènes étaient marqués chaque jour du développement. Les drapeaux utilisés semblent différents des groupes méthyle qui se produisent naturellement chez les souris et les humains, de sorte que les chercheurs peuvent facilement les distinguer. «Avec cette technique, nous voyageons dans le temps, pour ainsi dire», explique Gribnau. “Nous regardons en arrière dans le temps et voyons quels chemins les cellules ont empruntés.”
Présenté par les éditeurs
Technologie
Plus de micropuces fabriquées en Europe
Histoire
L’histoire comme arme politique
Histoire
Un an de guerre en Ukraine : paix ou nouvelle escalade ?
Risque élevé
“Nous avons maintenant appliqué la technique pour cartographier le processus de différenciation des cellules souches intestinales à l’épithélium intestinal chez la souris, mais nous voulons le faire pour beaucoup plus de tissus et d’organes.” Dans les recherches de suivi, les chercheurs veulent voir s’ils peuvent étudier les cellules souches humaines dans des boîtes de culture, par exemple dans la recherche sur les gastruloïdes.
L’une des phases sur lesquelles les biologistes du développement aimeraient en savoir plus est la période du développement embryonnaire où les cellules sont scellées pour leur destin. Cette phase est appelée gastrulation. C’est une phase cruciale car si quelque chose ne va pas pendant cette phase, par exemple à cause d’une infection, d’un médicament, d’une consommation d’alcool ou d’une prédisposition génétique, cela peut avoir des conséquences majeures. Les scientifiques veulent donc savoir quels gènes sont importants dans ce développement et déterminer ce qui ne va pas dans certaines maladies héréditaires.
Il a fallu 18 ans à Gribnau et ses collègues pour que la technologie de la machine à voyager dans le temps soit opérationnelle. Pour Gribnau, cela montre à quel point il est important d’investir du temps et de l’argent dans la recherche fondamentale. « J’ai commencé avec l’idée qu’il s’agit de recherche à haut risque, mais si nous la mettons en place et qu’elle fonctionne, nous pouvons prendre des mesures très importantes avec elle. J’ai continué à mettre de l’argent là-dedans de manière structurelle et vous voyez maintenant ce que cela peut donner : une technologie qui sera bientôt directement applicable à l’hôpital.
