Les premiers stades du développement embryonnaire contiennent de nombreux mystères de la vie. Percer ces mystères peut nous aider à mieux comprendre le développement précoce et les malformations congénitales, et aider à développer de nouveaux traitements de médecine régénérative.
Des chercheurs de l’Institut australien de médecine régénérative (ARMI) de l’Université Monash ont caractérisé une période critique du développement embryonnaire des mammifères à l’aide de techniques d’imagerie puissantes et innovantes. Leurs travaux ont été publiés dans Communication Nature.
Quelques jours seulement après le début du voyage de l’embryogenèse, lorsqu’il se transforme en 16 cellules, l’embryon doit prendre sa première décision difficile – laquelle de ses cellules donnera naissance à l’embryon ou deviendra un tissu extra-embryonnaire, par exemple le placenta. »
Dre Jennifer Zenker, chercheuse principale
Dans cette étude, l’équipe de recherche a découvert comment ce processus de prise de décision est facilité en capturant l’organisation interne des cellules individuelles de l’embryon précoce.
« L’acide ribonucléique, ARN, joue ici un rôle clé. Au stade 16 cellules, les différents sous-types d’ARN, nommés ARNr, ARNm et ARNt, sont triés aux deux extrémités d’une cellule appelée côté apical et basal. La distribution des Les sous-types d’ARN déterminent ce que deviendra la prochaine génération de cellules de l’embryon », a déclaré le Dr Zenker.
Fait intéressant, alors que la plupart des ARNm et des ARNt restent stationnés du côté apical, la plupart des molécules d’ARNr descendent vers le côté basal en faisant de l’auto-stop sur des organites appelés lysosomes. Même s’ils conservent moins de contenu global en ARN, les côtés apicaux des cellules externes au stade de 16 cellules contiennent la collection complète d’ARN et d’autres facteurs nécessaires à la production de protéines.
Le côté basal encombré, cependant, est principalement occupé par des ARNr. Les cellules filles obtenant les usines protéiques les plus actives du côté apical, sont plus transformables et se spécialisent dans le futur placenta. Les cellules filles qui conservent leur potentiel pour devenir encore n’importe quel type de cellule de l’organisme adulte, appelée pluripotence, reçoivent la masse d’ARNr la moins active en traduction.
Cette décision et bien d’autres, connues sous le nom de destin cellulaire, sont importantes dans le développement car elles déterminent comment ces cellules précoces atteignent leur type cellulaire final, telles que les cellules de la peau, les cellules du muscle cardiaque et les cellules du cerveau. Pour la médecine régénérative, être capable d’orchestrer le destin des cellules ouvre la capacité de générer de nouveaux traitements à base de cellules souches pour un certain nombre de maladies et d’affections.
« Comme dans la vraie vie, les cellules peuvent influencer la direction de leur propre avenir en s’organisant tôt. Nos recherches pourraient ouvrir de nouvelles voies pour prédire et orienter les décisions relatives au destin des cellules », a déclaré le Dr Zenker.
