Une équipe de chercheurs de l'Université du Tohoku, du Centre national de neurologie et de psychiatrie et de l'Université nationale Yang Ming Chiao Tung a découvert un nouveau mécanisme moléculaire par lequel Kif23 (une protéine motrice appartenant à la famille des kinésines) joue un rôle essentiel dans le développement du cerveau embryonnaire. Cette étude, publiée dans Journal EMBO le 4 décembre 2024, met en évidence à quel point une carence en Kif23 chez l'homme pourrait conduire à une microcéphalie. Cette condition est caractérisée par un cerveau anormalement petit associé à des déficiences développementales et cognitives.
Il est difficile de dire exactement ce qui cause la microcéphalie, car de nombreux facteurs complexes et interactifs sont impliqués. En tant que tel, les voies moléculaires spécifiques qui relient les mutations génétiques aux perturbations structurelles et fonctionnelles dans le cerveau en développement restent largement floues. » Le conférencier Takako Kikkawa ajoute : « En en sachant davantage sur ce processus, des traitements plus ciblés et plus efficaces contre la microcéphalie pourraient être développés. «
Sharmin Naher, associée de recherche
Cette étude a identifié une molécule jusqu'alors sous-explorée, Kif23en tant que régulateur clé du développement du cerveau embryonnaire. L'équipe du laboratoire Osumi a découvert l'expression de Kif23 dans le cortex en développement de divers mammifères, notamment les souris, les furets et les humains. Cette découverte souligne le rôle conservé au cours de l’évolution Kif23 dans le développement complexe du cerveau des mammifères. En utilisant une combinaison d'expériences in vivo sur la perte de fonction et de technologies d'imagerie avancées, l'équipe a étudié la fonction de Kif23 dans le développement cortical dans des modèles murins.
Les résultats ont révélé que Kif23 est essentiel à la bonne prolifération et à la différenciation des cellules progénitrices neurales. Renversement de Kif23 conduit à une diminution marquée de la prolifération cellulaire, associée à une augmentation de la différenciation neuronale et de l'apoptose. De plus, l'équipe a constaté que les phénotypes induits par Kif23 le renversement pourrait être sauvé en introduisant des humains de type sauvage Kif23mais pas par Kif23 variantes associées à la microcéphalie.
Cette étude fournit des informations plus approfondies sur les mécanismes moléculaires qui sous-tendent le fonctionnement de Kif23. Les chercheurs ont découvert cette carence en Kif23 perturbe la prolifération des cellules progénitrices en interrompant plusieurs aspects de la division des cellules progénitrices au cours de la formation précoce du cerveau. Ces perturbations comprennent le passage d'une division cellulaire symétrique à asymétrique, des défauts de cytokinèse qui empêchent une séparation correcte des cellules filles et un compromis dans l'intégrité structurelle de la surface apicale, essentielle au maintien des cellules progénitrices apicales.
L'identification de Kif23 en tant qu'acteur essentiel du développement du cerveau embryonnaire, cela constitue une avancée majeure. « Notre travail souligne non seulement les fonctions essentielles de Kif23 dans le développement du cerveau, mais offre également de nouvelles perspectives sur la pathogenèse de la microcéphalie », déclare le professeur Noriko Osumi. « Cette recherche ouvre également de nouvelles voies pour étudier les facteurs génétiques associés qui régulent le développement du cerveau. »
La microcéphalie reste un problème de santé publique important, avec des options de traitement limitées. Même si le dépistage génétique facilite un diagnostic précoce, les thérapies efficaces restent difficiles à trouver. Les découvertes actuelles mettent en évidence une nouvelle cible moléculaire qui pourrait stimuler le développement d’une médecine de précision afin de donner de l’espoir aux personnes touchées par cette maladie.
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