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Une étude suggère que les cellules souches fractionnent leur propre ADN pour produire de nouveaux tissus


le 15 février 2010

Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Institut de recherche de l’Hôpital d’Ottawa (IRHO) et de l’Université d’Ottawa suggère que les cellules souches fractionnent intentionnellement leur propre ADN pour réguler la production de tissus. Les résultats de l’étude, publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, pourraient changer radicalement la façon dont les chercheurs envisagent la fabrication de tissus, les cellules souches et le cancer.

Une cellule humaine contient 46 brins d’ADN qui codent l’ensemble de nos gènes. Certains produits chimiques et les rayons UV peuvent fractionner ces brins, ce qu’on considérait habituellement comme un processus néfaste, car on croyait qu’il menait à la mort cellulaire ou à l’apparition de maladies comme le cancer, si la cellule ne parvenait pas à régénérer les brins rapidement. La nouvelle étude, dirigée par le Dr Lynn Megeney, indique pour la première fois que les cellules souches brisent et réparent délibérément leur propre ADN pour activer des gènes qui favorisent la production de nouveaux tissus.

Au départ, l’objectif de l’étude était de comprendre de quelle façon les cellules souches produisent de nouvelles fibres musculaires. En 2002, le Dr Megeney et son équipe ont découvert que le processus de production de nouvelles fibres musculaires était d’une certaine façon liée à un autre processus important : la mort cellulaire programmée. Notre corps utilise ce processus pour se débarrasser des cellules non désirées. Lorsqu’ils ont bloqué ou enlevé une protéine clé entraînant la mort cellulaire – la caspase 3 – ils ont aussi découvert que les cellules souches arrêtaient de produire de nouvelles fibres musculaires.

« Cette découverte était très controversée à l’époque, affirme le Dr Megeney. Cependant, des dizaines de groupes de chercheurs ont démontré par la suite que les protéines entraînant la mort cellulaire contrôlent le processus de maturation de la plupart des types de cellules souches. Ces dernières années, le grand mystère à percer était de découvrir comment ces cellules gèrent ce processus complexe. »

Le Dr Megeney et son équipe pensent aujourd’hui avoir éclairci le mystère. Ils ont découvert que l’effet nouvellement connu de la protéine caspase 3 chez les cellules souches est lié à sa capacité d’activer une autre protéine qui fractionne l’ADN des cellules (appelée DNase activée par la caspase 3) et qui était aussi auparavant associée à la mort cellulaire programmée. Lorsqu’ils ont bloqué la DNase activée par la caspase 3, ils ont également bloqué la production de fibres musculaires. Autre découverte étonnante : lorsque la protéine fractionne l’ADN à l’endroit où se situe un gène clé reconnu pour favoriser la production de fibres musculaires, elle active ce gène et engendre la production de ce type de fibres.

« Notre étude permet de penser que les dommages portés à un gène peuvent en fait accroître l’expression de ce gène, à condition que les dommages soient réparés rapidement. C’est une nouvelle façon d’activer un gène, poursuit le Dr Megeney. Nous avons démontré que ce processus est crucial pour la production de nouvelles fibres musculaires, mais nous croyons qu’il pourrait également être important pour la production de la plupart des autres tissus. »

La découverte peut avoir des répercussions importantes dans un bon nombre de domaines. Elle pourrait aider des chercheurs à trouver de meilleures façons d’activer les cellules souches afin de produire de nouveaux tissus à des fins thérapeutiques. Les résultats suggèrent aussi que les mutations de l’ADN, qui contribuent à l’apparition d’une variété de maladies, peuvent initialement se produire dans le cadre d’un processus normal. La découverte a aussi une incidence sur les travaux des chercheurs qui mettent au point des traitements pour freiner la mort cellulaire programmée, car ils pourraient ainsi inhiber également la production de tissus normaux.

Le Dr Lynn Megeney est le scientifique principal au Centre de recherche sur les cellules souches Sprott de l’IRHO, professeur à la Faculté de médecine de l’Université d’Ottawa et titulaire de la Chaire de recherche en cardiologie Mach-Gaensslen. Les autres membres de l’équipe et coauteurs de l’étude sont Brian D. Larsen, la Dre Shravanti Rampalli, Leanne E. Burns, Steve Brunette et le Dr F. Jeffrey Dilworth. Ils ont bénéficié du soutien financier des Instituts de recherche en santé du Canada et de l’Association canadienne de la dystrophie musculaire.

Au sujet de l’Institut de recherche de L’Hôpital d’Ottawa
L’Institut de recherche de L’Hôpital d’Ottawa (IRHO) est l’établissement de recherche de L’Hôpital d’Ottawa. Il est également affilié à l’Université d’Ottawa et entretient des liens étroits avec ses facultés de médecine et des sciences de la santé. Il regroupe plus de 1 500 scientifiques, chercheurs cliniciens, étudiants diplômés, boursiers postdoctoraux et employés de soutien qui se consacrent à la recherche pour améliorer la compréhension, la prévention, le diagnostic et le traitement des maladies (www.irho.ca).

Renseignements
Jennifer Paterson
Directrice, Communications et Relations publiques
Institut de recherche de L’Hôpital d’Ottawa
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