MÉDECINE RÉGÉNÉRATIVE: Castor veille sur les cellules souches – PNAS

Comprendre au mieux comment les cellules souches se différencient en organes et tissus spécifiques est l’objectif ultime et incontournable de la médecine régénérative. Ces chercheurs de l’Université de Californie identifient sur des ovaires de mouches à fruits les tout premiers stades de la différenciation des cellules et montrent qu’une protéine en particulier, nommée Castor (ou Cas) permet de maintenir les cellules souches adultes en homéostasie ou à «  l’équilibre  ». Ces conclusions, très expérimentales, publiées dans les actes de l’Académie des Sciences américaine (PNAS) permettront néanmoins d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques dans les malformations congénitales ou le cancer.

Ces chercheurs de l’UC Santa Barbara précisent comment les cellules souches produisent différents types de cellules « filles », chez la drosophile (mouche des fruits). En étudiant ce mécanisme sur les ovaires de mouches où les cellules souches sont dans leur environnement naturel, ils bénéficient d’un modèle simplifié animal pour mieux comprendre la biologie des cellules souches alors qu’un mécanisme similaire régit les cellules souches humaines.

CAS, un gène critique dans la différentiation et l’équilibre : En utilisant une protéine nucléaire exprimée dans les cellules souches du follicule ovarien, les chercheurs constatent qu’une protéine en particulier (CAS), qui joue un rôle important dans la spécialisation des cellules du cerveau au cours du développement embryonnaire, contribue également à maintenir en vie les cellules souches tout au long de la vie de l’animal. Il s’agissait ensuite de vérifier si la version humaine de la protéine régit de la même manière le comportement des cellules souches humaines.

L’équipe a placé le gène CAS dans un circuit génétique avec 2 autres gènes Hh et Eya connus pour leur rôle dans l’évolution des cellules souches, pour étudier la spécialisation des cellules souches en cellules filles. CAS s’avère essentiel pour les spécialisations induites par Hh et Eya, et joue un rôle clé non seulement dans le maintien des cellules souches du follicule, mais contribue aussi à la diversification des cellules filles. Les cellules folliculaires sont soumises à un choix binaire lors de la différenciation précoce. Les trois gènes, CAS, Eya et Hh, travaillent dans différentes combinaisons et déterminent quels types de cellules sont formés. La recherche montre que la protéine CAS est nécessaire dans ces différentes combinaisons. En synthèse, les scientifiques comprennent mieux les mécanismes moléculaires et cellulaires par lesquels les cellules souches vont suivre des destins distincts et acquérir leurs différentes identités.

Le gène Hh, médié par Cas joue de nombreux rôles dans le développement embryonnaire, l’homéostasie des adultes, les malformations congénitales et le cancer. Des antagonistes de Hh sont déjà testés par essais cliniques pour le traitement de plusieurs types de cancer. Cependant, la signalisation de Hh est importante pour un grand nombre de cellules et de tissus et une administration systémique de ces inhibiteurs entraînerait des effets secondaires graves. Identifier ces facteurs essentiels de spécialisation va permettre d’identifier les cibles thérapeutiques les plus spécifiques possibles.

Source: PNAS April 22, 2013 doi:10.1073/pnas.1300725110 Castor is required for Hedgehog-dependent cell-fate specification and follicle stem cell maintenance in Drosophila oogenesis

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