Une étude historique des scientifiques de Wehi a mis en lumière l'un des mystères les plus fondamentaux de la biologie: comment les cellules se divisent et se développent dans les structures complexes qui composent notre corps.
L'étude a produit une nouvelle technologie sophistiquée et principale pour le suivi des cellules très tôt pendant le développement des embryons, car ils divisent, migrent et se spécialisent dans les organes, les tissus et les systèmes qui nous maintiennent en vie.
La technologie innovante, appelée Loxcode, fournit chaque cellule dans une souris génétiquement modifiée avec l'un des milliards de codes à barres ADN individuels, ce qui leur permet d'être suivi dans des détails sans précédent.
Publié dans Cellulela recherche ouvre de nouvelles frontières aux scientifiques du monde entier pour mieux comprendre comment nous grandissons, guérisons et combattre les infections.
En un coup d'œil
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Les chercheurs ont développé une nouvelle façon sophistiquée de suivre les cellules à partir de quelques jours après la conception et de retracer leur lignée alors qu'ils divisent et grandissent pour créer les tissus, les organes et les systèmes de notre corps.
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La technologie Loxcode développée par une équipe WeHI utilise un processus comme mélangeant un jeu de cartes, mais au niveau de l'ADN, pour créer des milliards de codes à barres individuels qui permettent de suivre les cellules en détail jamais possible.
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La technologie innovante est déjà exploitée par les chercheurs du monde entier.
Le plan de vie émerge plus tôt qu'on ne le pensait précédemment
Il est incroyable de contempler que chaque humain commence à partir d'une seule cellule fondatrice, appelée Zygote.
De ce fondateur, des cellules spécialisées se forment, construisant tout, de notre peau et de notre cerveau à notre sang et à nos os. Exactement comment les cellules décident de ce qu'il faut – et comment elles sont liées – est depuis longtemps un mystère scientifique.
Déterminer quelles cellules vont devenir importantes non seulement pour comprendre le développement normal, mais aussi pour identifier quand et pourquoi les choses tournent mal, ce qui entraîne des maladies et des troubles.
Le chercheur principal, le professeur Shalin Naik, a déclaré que la nouvelle technologie, qui est déjà utilisée dans de nombreux laboratoires dans le monde, permet aux scientifiques de retracer le destin ultime des cellules très tôt pendant le développement des embryons.
« Lorsque la vie est une boule de quelques centaines de cellules, nous avons découvert que certaines cellules pouvaient individuellement donner naissance à tous les tissus du corps, tandis que d'autres étaient déjà destinés à devenir un certain type de tissu, comme le cerveau, l'intestin, les membres ou le sang », a déclaré le professeur Naik, une tête de laboratoire Wehi.
« Ce qui m'excite le plus, c'est l'explosion de la recherche que Loxcode permet – ce n'est pas tous les jours que vous créez un outil largement utilisé et qui a le pouvoir de transformer ce que nous comprenons sur le fonctionnement de notre corps, au niveau le plus profond. »
L'auteur principal de l'étude et inventeur de Loxcode, le Dr Tom Weber, a déclaré que la technologie était comme mélangeant et distribuant un jeu de cartes, mais au niveau de l'ADN.
Avec Loxcode, chaque cellule est traitée une main unique qui est héritée par ses descendants qui forment l'organisme. Cela crée un code-barres traçable, nous permettant de regarder à l'intérieur de ce processus fondamental avec des détails sans précédent. «
Dr Tom Weber, auteur principal de l'étude et inventeur de Loxcode
Vers de meilleurs traitements par l'analyse des ascendances cellulaires
En permettant aux cellules d'être retracées à leurs cellules ancêtres, Loxcode pointe un avenir où les premières racines des troubles du développement peuvent être découvertes.
Dans le cadre de l'étude, l'équipe de recherche a développé un modèle de souris génétiquement modifié qui permet aux cellules d'être codées à barres et analysées via une technologie de séquençage d'ADN facilement disponible.
Loxcode changera la donne pour la recherche biomédicale et développementale, capable de générer jusqu'à 30 milliards de codes à barres ADN aléatoires à la demande à l'intérieur des tissus d'une souris vivante – des dizaines de milliers de fois plus que les technologies existantes.
De nombreux projets dans le monde utilisent actuellement le modèle pour étudier un large éventail de questions de recherche, du développement du cerveau et du comportement des cellules immunitaires, à la façon dont les organes se réunissent et les tissus se régénèrent après un accident vasculaire cérébral.
Le Dr Weber a appliqué sa connaissance de la physique, de la biologie synthétique et des mathématiques pour optimiser la conception de la séquence Loxcode, ce qui crée une diversité de plus de 30 milliards de codes à barres à partir de seulement 13 petits morceaux d'ADN.
« Loxcode est essentiellement un test d'ascendance d'ADN pour chaque cellule, dans tous les tissus de la souris, qui permet aux chercheurs d'étudier et de démêler certains des plus grands mystères de la vie », a-t-il déclaré.
