Les chercheurs de l'Institut Francis Crick ont montré que les gonadotrophes, les cellules de l'hypophyse avec un rôle clé dans la puberté et la reproduction, proviennent de deux populations différentes, avec la majorité produite après la naissance plutôt que dans l'embryon, comme cela le pensait précédemment.
Une meilleure compréhension du moment où ces cellules importantes se développent pourraient aider les chercheurs et les cliniciens à comprendre et à traiter les troubles qui ont un impact sur la puberté et la fertilité.
Dans l'hypophyse, une petite glande située au milieu de la tête et connectée au cerveau, les gonadotrophes libèrent des hormones qui stimulent les ovaires ou les testicules pour mûrir et commencer à faire des œufs ou des spermatozoïdes. Les gonadotrophes apparaissent d'abord dans l'embryon et se développent en nombre après la naissance.
Une équipe de recherche du crick a précédemment identifié une population de cellules souches spécifiques aux tissus dans la glande hypophysaire, qui sont des cellules qui peuvent s'auto-renouveler ou se spécialiser dans tout type de cellule constituant le tissu dans lequel ils se trouvent.
Ceux-ci n'avaient pas de fonction évidente, bien qu'ils puissent devenir un type de cellule hormonal dans des contextes spéciaux. Maintenant, dans la recherche publiée aujourd'hui dans Communications de la naturele même laboratoire a identifié que ces cellules souches donnent naissance à la majeure partie de la population gonadotrophe après la naissance.
L'équipe a travaillé cela en marquant et en traçant génétiquement les descendants des cellules souches alors qu'ils se sont développés en différents types dans la glande hypophysaire chez la souris.
En suivant les marqueurs de la naissance jusqu'à un an, l'équipe a vu que le pool de cellules souches était presque exclusivement devenu des gonadotrophes plutôt que d'autres types de cellules hypophysaires. Ce processus a commencé après la naissance et s'est poursuivi jusqu'à la puberté dans ce qui est connu sous le nom de période de «minipuberté» chez la souris.
Ils ont également montré que les deux populations sont situées dans des compartiments séparés dans la glande pituitaire et que les gonadotrophes embryonnaires restent dans la vie, tandis que la population dérivée des cellules souches s'est répandue dans la glande après la naissance.
La bonne recette pour produire des gonadotrophes
Ensuite, l'équipe visait à comprendre ce qui a stimulé les cellules souches pour devenir des gonadotrophes spécifiquement. Ils ont confirmé que cela devait être quelque chose de présent dans le corps, car une fois isolé dans le laboratoire, les cellules souches pouvaient devenir n'importe quel type de cellule hypophysaire et non, comme le montre le jeune animal, presque exclusivement des gonadotrophes.
Les chercheurs ont d'abord bloqué une hormone fabriquée dans le cerveau appelé hormone de libération de gonadotrophine (GnRH), qui stimule les gonadotrophes pour libérer des hormones. Cela a provoqué des ovaires et des testicules plus petits, mais n'a toujours pas empêché les cellules souches de devenir des gonadotrophes, ce qui suggère que la GnRH n'est pas le signal stimulant leur développement. De même, éliminer les hormones sexuelles comme la testostérone, en donnant aux souris des bloqueurs chimiques ou en retirant les ovaires et les testicules, n'a eu aucun impact.
Comme la GnRH et les hormones sexuelles n'ont pas joué de rôle dans la génération de gonadotrophes, l'équipe spécule que quelque chose dans le contexte physiologique, comme quitter le corps de la mère à la naissance, est important pour que les gonadotrophes se développent au bon moment.
Minipuberty: une fenêtre d'opportunité
Les personnes atteintes d'un trouble génétique rare appelé hypogonadisme hypogonadotrope congénital (CHH) ne produisent pas de GnRH. Cela signifie que les gonadotrophes ne sont pas stimulés à produire des hormones qui donnent un coup de pouce à la puberté, conduisant à un développement sexuel absent ou incomplet.
Semblable aux souris, les humains passent également par Minipuberty, où une vague d'activité dans la glande pituitaire se déroule juste après la naissance et dure de quelques mois à des années. Les chercheurs croient également que les deux mêmes sous-populations de gonadotrophes peuvent exister chez l'homme, ce qui suggère que les gonadotrophes sont également principalement produits pendant la minipuberté.
Cela souligne qu'il y a une fenêtre d'opportunité au début de la vie pour diagnostiquer des troubles comme CHH ou pour vérifier et intervenir si les gonadotrophes se forment correctement. L'identification de cela plus tôt pourrait empêcher les enfants de ne pas passer par la puberté plus tard dans la vie.
Nous connaissons cette population de cellules souches dans l'hypophyse pendant un certain temps, mais il a fallu les bons outils utilisés au bon moment pour voir à quel point ils sont importants. Au lieu de l'idée précédemment tenue que les gonadotrophes ont tous la même origine, nous avons plutôt constaté qu'il y avait deux vagues de génération, avant et après la naissance. «
Karine Rizzoti, chercheur en laboratoire principal dans le laboratoire de génétique de biologie et de développement souche
Daniel Sheridan, ancien doctorant au crick et premier auteur, a déclaré: « Notre découverte que les gonadotrophes sont principalement produites après la naissance est importante car elle met en évidence une occasion d'intervenir, ce qui serait difficile s'ils étaient principalement produits dans l'embryon. Nous n'avons pas encore trouvé ce qui stimule les cellules souches pour devenir des gonadotrophes.
Robin Lovell-Badge, chef de groupe principal du laboratoire de génétique de biologie et de développement des cellules souches de l'auteur de Crick and Co-Senior, a déclaré: « Maintenant, nous savons qu'il y a deux populations discrètes de gonadotrophes, nous pouvons commencer à défaire quel groupe est affecté lors de troubles tels que CHH qui provoquent une puberté retardée ou absente.
Les chercheurs ont travaillé avec de nombreuses équipes du Crick, notamment le Facility de recherche biologique, le service de modification génétique et la bioinformatique et la biostatistique, la microscopie optique avancée, la génomique, la cytométrie en flux et les équipes d'histopathologie.
