Avant qu'une cellule ne s'engage pleinement dans le processus de division en deux nouvelles cellules, elle peut garantir le bien-fondé de son engagement en restant pendant plusieurs heures, parfois plus d'une journée, dans un état intermédiaire réversible, selon une découverte des chercheurs. à Weill Cornell Médecine. Leur révélation sur cette caractéristique fondamentale de la biologie comprend des détails sur ses mécanismes et sa dynamique, qui pourraient éclairer le développement de futures thérapies ciblant les cancers et d’autres maladies.
Dans leur étude, publiée le 26 juin dans Nature, les chercheurs ont développé de nouveaux outils leur permettant de suivre au fil du temps l'état d'activation de l'E2F, une protéine du facteur de transcription connue depuis longtemps comme l'interrupteur principal pour initier la division dans les cellules de mammifères. Ils ont découvert de manière inattendue qu'E2F, avant d'être complètement activé, peut rester dans un état potentiellement long d'activation partielle et réversible qui peut aboutir à un engagement total dans la division cellulaire ou à un retour à l'état habituel de « repos » sans division.
Bien que le rôle de cet état préalable à la division cellulaire ne soit pas encore tout à fait clair, il semble être un mécanisme de sécurité permettant d’éviter une division cellulaire inappropriée et pouvant également activer les fonctions de réparation de l’ADN. Quoi qu’il en soit, il semble s’agir d’un aspect fondamental – et jusqu’à présent inconnu – de la biologie cellulaire, avec des implications probables pour la compréhension du cancer, de la cicatrisation des plaies et d’autres processus liés à la division cellulaire.
Nous soupçonnons, par exemple, que certains types de cellules cancéreuses persistent dans cet état intermédiaire de pré-division pour améliorer leurs chances de survie. »
Dr Tobias Meyer, professeur Joseph Hinsey, biologie cellulaire et développementale, Weill Cornell Medicine
Le premier auteur de l'étude – et auteur co-correspondant avec le Dr Meyer – est le Dr Yumi Konagaya, chercheur postdoctoral au laboratoire Meyer pendant l'étude, maintenant chercheur principal à Riken, un institut de recherche national au Japon.
La division cellulaire est le processus de base qui sous-tend la croissance et le développement des êtres vivants et, même chez les organismes adultes, elle est nécessaire à la réparation des blessures et à l'entretien général des tissus. Bien que l’on sache que le processus de division commence dans une cellule lorsque divers signaux d’entrée déclenchent l’activation d’E2F, la manière dont cela fonctionne a toujours été un mystère. Le processus d'activation est, en principe, très sensible aux signaux d'entrée, mais ces signaux sont très susceptibles de fluctuer ; alors, comment la cellule évite-t-elle les activations E2F et les divisions cellulaires constantes et inappropriées ?
Pour répondre à cette question, le Dr Konagaya a développé le tout premier ensemble de méthodes permettant de suivre, dans des cellules individuelles, l'état d'activation détaillé de l'E2F et de ses partenaires de signalisation à mesure que les cellules passent de leur état de repos habituel au processus de division. Avec ces nouveaux outils, elle a observé que l'E2F, qui est activé par de multiples modifications chimiques appelées phosphorylations, reste souvent dans un état « amorcé » étendu, d'activation partielle, dans lequel certaines phosphorylations nécessaires, mais pas toutes, se sont produites.
« Il est devenu clair que les cellules peuvent stagner dans cet état d'amorçage pendant plus d'une journée avant de revenir au repos ou de progresser vers la division cellulaire », a déclaré le Dr Konagaya.
Selon les chercheurs, il semble probable que cet état intermédiaire d'amorçage donne aux cellules le temps de détecter et d'intégrer les signaux d'entrée fluctuants habituels de la division cellulaire, atténuant ainsi ce « bruit » et réduisant le risque de division inappropriée. Mais les chercheurs soupçonnent que cet état a également d'autres fonctions, notamment celle de faciliter la réparation de l'ADN, car les cellules dans cet état montrent des signes de processus de réparation de l'ADN activés. Une fonction de réparation de l'ADN pourrait bénéficier aux cellules cancéreuses aussi bien qu'aux cellules saines, a noté le Dr Meyer.
« Les cellules cancéreuses meurent souvent lorsqu'elles se divisent en raison des dommages à l'ADN qu'elles ont accumulés, mais cet état intermédiaire induit un mécanisme de réparation des dommages à l'ADN, donc peut-être que certains cancers utilisent cet état pour se réparer avant de se diviser », a-t-il déclaré.
Les chercheurs prévoient de poursuivre en partie en explorant le rôle de cet état intermédiaire de pré-division dans les cancers. En principe, après avoir appris le schéma révélateur de phosphorylation de cet état intermédiaire, ils pourraient développer des tests permettant d’identifier les cancers dans cet état, ce qui pourrait aider à optimiser les traitements.
