Le foie des mammifères a une capacité de régénération extraordinaire, capable de restaurer pleinement sa masse et sa fonction après une blessure ou une résection partielle. Une étude menée par des chercheurs de l'Université de Barcelone a identifié les régions d'ADN qui activent la régénération de cet organe. L'étude, publiée dans la revue Génomique cellulairefournit une carte à l'échelle du génome des interactions entre ces éléments régulateurs de la régénération hépatique et les gènes clés impliqués dans ce processus. Les résultats fournissent une meilleure compréhension des mécanismes fondamentaux de la régénération et pourraient avoir des implications futures pour le développement de la médecine régénérative.
L'article est signé par le chercheur Palmira Llorens-Giralt – le premier auteur de l'article – et les professeurs Florenci Serras et Montserrat Corominas, tous les trois du Département de génétique, de la microbiologie et des statistiques de la Faculté de biologie et de l'institut de biomédecine de l'UB (Ibub). Des chercheurs du Bellvitge Biomedical Research Institute (IDIBELL) et de la zone Ciber of Liver and Digestive Diseases (Ciberehd), du Center for Genomic Regulation (CRG) et de l'Institute of Molecular Biology of Barcelone (IBMB-CSIC) ont également participé.
L'étude utilise le foie de souris après résection d'organe pour analyser les changements de la chromatine, la structure dans laquelle l'ADN est organisé dans le noyau cellulaire, qui joue un rôle clé dans la régulation de l'expression des gènes pendant la régénération. « La résection ou l'hépatectomie partielle est une pratique clinique courante, à la fois dans l'élimination des tumeurs du foie et dans des transplantations de donneurs vivantes, où une partie du foie est transplantée à un patient avec une dysfonction du foie, explique donc le fonctionnement de ce processus, qui a coordonné l'étude avec Isabel Fabel, de l'IDIBell.
Similitudes avec le développement embryonnaire du foie
Pour obtenir une vision globale et dynamique du processus de régénération, les chercheurs ont analysé plusieurs données génomiques qui leur ont permis, par exemple, de comparer la régénération avec le développement embryonnaire du foie et de détecter les parallèles entre les deux processus. Avec cette approche, ils ont observé que l'expression de gènes clés pour la régénération est orchestrée par une grande variété d'éléments régulatrices sensibles à la régénération, y compris des améliorateurs – des régions d'ADN qui activent l'expression des gènes – spécifique à la régénération, mais ont également réactivé les améliorateurs du développement. C'est-à-dire des amplificateurs réutilisés de divers stades du développement embryonnaire, dans le but d'activer les processus cellulaires essentiels à la prolifération des hépatocytes, les cellules les plus abondantes du foie. Les chercheurs ont également découvert que la régénération du foie implique la répression des amplificateurs qui régulent des fonctions métaboliques spécifiques du foie, en particulier celles impliquées dans le métabolisme des graisses et d'autres lipides.
Cela révèle que la régénération est un processus hautement réglementé dans lequel une relation inverse est établie: ces programmes de prolifération sont prioritaires tandis que les processus métaboliques à forte intensité énergétique, tels que la synthèse des acides biliaires et des rétinols, sont temporairement inhibés. «
Palmira Llorens-Giralt – Premier auteur de l'article
L'étude identifie également les possibles régulateurs transcriptionnels qui orchestrent la régénération hépatique. Au début de ce processus, les complexes AP-1 et ATF3 seraient responsables de l'activation des amplificateurs responsables de l'activation des programmes de transcription, c'est-à-dire les séquences d'activation des gènes nécessaires aux hépatocytes dormants pour rentrer dans la cellule et commencer à proliférer. Dans une deuxième phase, ce règlement serait dominé par NRF2. Ce sont trois facteurs de transcription, c'est-à-dire des protéines qui régulent l'activité des gènes en activant ou en réprimant leur transcription, qui est l'une des façons dont les gènes transmettent des informations pour diriger la réponse fonctionnelle des cellules.
Un pont vers la médecine régénérative translationnelle
L'un des moments forts de cette étude est de fournir une carte à l'échelle du génome des interactions en amplificateur-gène. Avec l'identification des principaux régulateurs dans la régénération du foie précoce, cela pourrait être une ressource précieuse pour les études futures axées sur les éléments réglementaires impliqués dans la régénération du foie.
Bien qu'il s'agisse d'une étude de recherche fondamentale et vise donc à mieux comprendre les mécanismes fondamentaux de la régénération, sans application clinique immédiate, les chercheurs soulignent qu'il peut avoir des implications pour le développement de la médecine régénérative. « C'est cette connaissance approfondie qui peut jeter les bases des futures avancées médicales et finalement se traduire par des interventions thérapeutiques concrètes, telles que des médicaments qui activent des améliorateurs spécifiques ou modulent la réponse régénérative. Ainsi, des études comme celle-ci peuvent agir comme un pont vers la médecine régénérative traductionnelle », concluent les chercheurs.
