Un biologiste de l’Université du Texas à Arlington espère qu’un simple ver rond pourrait détenir la clé pour comprendre les nouveaux processus de mort cellulaire. Ces connaissances pourraient conduire à des thérapies améliorées pour traiter une variété de conditions chez l’homme, y compris le cancer et les lésions neurologiques.
Piya Ghose, professeur adjoint de biologie, a récemment reçu une subvention de cinq ans des National Institutes of Health pour étudier quels gènes contribuent à la mort de cellules complexes. Il s’agit d’une bourse de recherche Maximizing Investigator’s Research Award de l’Institut national des sciences médicales générales des National Institutes of Health (NIH). Le projet s’intitule « In Vivo Analyse génétique de l’élimination cellulaire compartimentée. »
« Parfois, les cellules doivent mourir, et cela se produit par le biais de programmes de destruction dictés par nos gènes », a déclaré Ghose. « Cette mort cellulaire programmée est essentielle à notre fonctionnement normal, en se débarrassant des cellules nocives et en s’assurant que nous avons le bon nombre de cellules dont nous avons besoin. »
De nombreuses cellules ont des structures très compliquées, avec de longues projections ou extensions. Un exemple est celui des cellules nerveuses du cerveau, qui ont de longues extensions à partir de leur corps principal pour aider à relayer l’information. À l’heure actuelle, les scientifiques ne comprennent pas entièrement comment meurent ces cellules aux structures compliquées.
« Quand nous naissons, nous avons beaucoup plus de cellules nerveuses dans le cerveau que nous n’en avons besoin, et en fait la moitié d’entre elles sont tuées », a déclaré Ghose. « Au fur et à mesure que le cerveau se développe et fonctionne, des connexions entre les cellules nerveuses sont établies, mais aussi perdues par la coupe ou l’élagage des extensions. En dehors du moment où nous grandissons et nous développons, la mort cellulaire se produit dans des conditions neurodégénératives pathologiques ainsi qu’à la suite d’une blessure. «
Ghose travaille avec des nématodes, un type de ver rond, car de nombreux gènes trouvés dans le nématode C. elegans ont des homologues similaires chez l’homme, ce qui en fait des modèles utiles pour étudier les maladies humaines. Le ver détient une mine d’informations sur la façon dont les cellules aux formes complexes comme les neurones meurent.
« Une fois que j’ai commencé à travailler avec le nématode, j’en suis tombé amoureux et je l’ai apprécié comme un excellent système à utiliser pour étudier différentes questions », a déclaré Ghose. « Les vers sont l’un des systèmes les plus faciles à utiliser. Je suis un passionné des vers depuis de très nombreuses années. »
Au cours de son travail postdoctoral, Ghose a découvert un phénomène de destruction cellulaire dans C. elegans, observé pour la première fois dans la queue du ver, qui n’avait jamais été décrit auparavant. Dans deux types de cellules aux structures compliquées, l’une étant un neurone, elle a observé que la cellule mourante se segmentait en trois compartiments, chacun mourant de manière très distincte. Ghose a nommé cette nouvelle forme de mort cellulaire « Élimination cellulaire compartimentée », ou CCE.
« Comme nous voyons le CCE dans deux types de cellules différents dans le ver et parce que de nombreux gènes que nous avons identifiés comme importants pour le CCE ont des homologues humains, il y a une forte probabilité que le CCE se produise également chez l’homme », a déclaré Ghose. « L’espoir à long terme est de développer des thérapies ciblées pour les troubles et les blessures neurodéveloppementaux et neurodégénératifs ainsi que le cancer. »
Avec la subvention du NIH, Ghose et son équipe viseront à comprendre comment ces gènes jouent un rôle dans le CCE et comment le CCE se déroule, en en savoir plus sur la mort des cellules complexes.
« Si nous pouvons mieux comprendre quels gènes sont impliqués dans ce nouveau programme de mort cellulaire, nous aurons une meilleure idée génétique de la façon dont les cellules complexes meurent en général », a-t-elle déclaré. « À long terme, cela pourrait nous permettre de développer des thérapies ciblées pour traiter ces affections en activant et désactivant certains gènes. »
Clay Clark, professeur et président du département de biologie de l’UTA, a déclaré que le projet de Ghose « offre des possibilités intéressantes pour faire progresser notre capacité à mieux comprendre le cancer et la maladie, et pour trouver des moyens plus efficaces de les traiter ».
« Le Dr Ghose et son équipe contribuent grandement à la mission de l’UTA d’être un chef de file dans la recherche sur le cancer », a déclaré Clark. « Ce prix NIH est le dernier témoignage de l’excellence de son travail et met en évidence la qualité exceptionnelle de la recherche menée dans le département de biologie. »
