Le corps humain se compose de plusieurs billions de cellules, et 60 % de l’énergie utilisée dans une cellule est dédiée à une machine moléculaire spécifique. Cette machine est responsable de la production de protéines, qui sont des éléments constitutifs fondamentaux du corps.
La machine moléculaire s’appelle un ribosome. La tâche du ribosome est de créer des protéines basées sur une copie du code génétique trouvé dans le génome, connu sous le nom d’ARNm. Jusqu’à présent, les scientifiques pensaient que le ribosome effectuait le même type de travail avec tous les ARNm, comme une chaîne de montage standardisée qu’il ne régulait pas seul.
Cependant, des chercheurs de l’Université de Copenhague ont découvert que ce n’est pas le cas.
On sait depuis longtemps qu’il existe différents types de ribosomes. Mais on a supposé que quel que soit l’ARNm que vous donnez au ribosome, il produira une protéine. Mais nos résultats suggèrent que différents types de ribosomes produisent des protéines spécifiques. »
Anders H. Lund, professeur au Centre de recherche et d’innovation en biotechnologie de l’Université de Copenhague
Anders H. Lund et ses collègues ont découvert que les cellules cancéreuses avaient des ribosomes différents par rapport aux autres cellules, et c’était la base de la nouvelle découverte.
« Cela nous a amenés à spéculer pourquoi c’est le cas. Peut-être que les cellules cancéreuses ont besoin de protéines spécifiques pour se développer, former des métastases ou subir d’autres types de développement ? Cela nous a amenés à nous demander pourquoi divers types de ribosomes existent et comment ils sont vitaux pour le développement du corps », explique Anders H. Lund.
L’étude, menée en collaboration avec l’assistante Sophia Häfner en tant que premier auteur, a été réalisée à la fois sur des cerveaux de souris et des cellules souches humaines. Selon Anders H. Lund, cela fournit une forte indication que les résultats sont applicables à de nombreuses formes de vie.
Un petit changement avec des implications importantes
Les chercheurs ont commencé par examiner des cerveaux de souris à partir du stade fœtal et au-delà. Ils ont découvert que les ribosomes du cerveau changeaient tout au long du développement, ce qui suggère que des changements ribosomiques sont nécessaires pour un développement régulier.
Pour déterminer si la même chose s’applique aux humains, les chercheurs ont utilisé des cellules souches humaines, qui peuvent se différencier en de nombreux types de cellules différents trouvés dans le corps humain.
« Nous avons induit les cellules à se différencier en différents types de cellules et les avons suivis au cours du développement. Nous avons ensuite examiné si les ribosomes avaient changé, et en effet, nous avons observé qu’ils l’avaient fait », explique Anders H. Lund.
Les ribosomes ont un modèle spécifique avec 114 petites modifications chimiques. Ces modifications changent au cours de la différenciation cellulaire et, selon les chercheurs, pourraient former un code qui détermine quelles protéines le ribosome produit.
« Si nous supprimons une seule modification et différencions les cellules souches en cellules nerveuses, le ribosome produira différents types de cellules nerveuses que d’habitude. Ainsi, l’apparence du ribosome est essentielle pour ce que les cellules peuvent devenir avec le temps », explique Anders H. Lund et ajoute :
« De cette manière, nous avons démontré que le ribosome n’est pas seulement un » traducteur « passif de l’ARNm en protéine, mais qu’il a plutôt une fonction régulatrice active. »
Des traitements améliorés à l’avenir
Actuellement, il existe déjà des recherches considérables sur les cellules souches, axées sur la façon de créer des types spécifiques de cellules, telles que les cellules nerveuses. Ces nouvelles connaissances sont donc essentielles pour comprendre comment se développent les cellules de l’organisme. De plus, cela peut nous permettre de développer des traitements améliorés à l’avenir.
« Nos résultats suggèrent que nous pourrions être en mesure de mieux contrôler ce processus car nous en savons désormais plus sur ce qui régule la production de protéines spécifiques. Cela pourrait également éclairer les processus biologiques qui sont cruciaux pour le développement de types de cellules spécifiques. Ces connaissances pourraient potentiellement être utilisées en médecine régénérative », déclare Anders H. Lund.
La médecine régénérative implique des traitements où des cellules saines sont transplantées chez les patients pour aider à rétablir la fonction normale du corps. Il peut être utilisé dans des maladies comme le diabète ou la maladie de Parkinson.
À l’avenir, ces découvertes pourraient également conduire à de meilleurs traitements contre le cancer.
« Tout a commencé lorsque nous avons observé que les ribosomes semblaient différents dans les cellules cancéreuses par rapport aux cellules saines. Lorsque les ribosomes sont différents, nous pouvons être en mesure de développer une substance qui peut se lier et éventuellement inhiber, ou paralyser, certains des ribosomes qui sont abondants dans les cellules cancéreuses. Cela pourrait offrir de nouvelles possibilités de traitement », explique Anders H. Lund.
