Découverte d'un mécanisme contrôlant la production de neurones à partir des cellules souches

Le professeur Michel Cayouette, Carine Monat et Marine Lacomme.

Le professeur Michel Cayouette, Carine Monat et Marine Lacomme.

Crédit : IRCM.

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Cette découverte pourrait contribuer au développement de thérapies cellulaires et à de potentiels traitements plus ciblés contre le cancer.

Une étude menée par l'équipe de Michel Cayouette, professeur titulaire de recherche et directeur de l'unité de recherche en neurobiologie cellulaire de l'Institut de recherches cliniques de Montréal (IRCM), en collaboration avec l'équipe de Stéphane Angers, professeur associé à l'Université de Toronto, fait la une du dernier numéro de la revue Developmental Cell à la suite de la découverte d'un mécanisme permettant la production de la diversité cellulaire dans le système nerveux.

Pour se multiplier et générer de nouveaux tissus, une cellule souche se divise pour produire deux cellules filles. Celles-ci ne sont pas forcément identiques : en effet, elles peuvent se différencier afin d'assurer la production d'une multitude de types de cellules essentielles au bon fonctionnement des tissus. C'est ce qu'on appelle la «diversification cellulaire». Or, les facteurs qui amènent les cellules filles à être identiques ou non demeurent peu compris des chercheurs.

Afin d'expliquer le phénomène, l'équipe de l'IRCM a émis l'hypothèse que la manière dont sont orientées les divisions des cellules souches influence la production de la diversité cellulaire. «Pour illustrer ce propos, imaginons que nous avons sur une table une pomme dont le dessus est vert et le bas rouge, explique Carine Monat, étudiante au doctorat au laboratoire de Michel Cayouette et première coauteure de l'étude. Si on coupe la pomme perpendiculairement à la table, nous aurons deux morceaux identiques qui seront tous deux verts et rouges; si on la coupe parallèlement, les morceaux seront différents, l'un étant rouge et l'autre vert.»

L'équipe de chercheurs a démontré qu'un certain gène, nommé SAPCD2, influait sur l'orientation de la cellule alors qu'elle se divise. De plus, les chercheurs ont confirmé que l'orientation de la division contrôle le devenir des cellules filles in vivo. Pour ce faire, ils ont étudié le comportement des cellules souches de la rétine de souris génétiquement modifiées pour exprimer ou non le gène SAPCD2. «En l'absence de SAPCD2, une bonne proportion des divisions changent d'orientation, et les deux cellules filles produites étaient alors différentes. Or, en présence du gène, les cellules filles produites étaient identiques», indique Carine Monat. Résultat : le gène contrôle bel et bien l'orientation de la division des cellules souches, qui à son tour influence la diversité cellulaire.

Cette découverte pourrait améliorer la recette pour «programmer» des cellules souches afin qu'elles génèrent un type de cellules d'intérêt, par exemple des cellules spécifiques de la rétine qui se dégénèrent lors de maladies causant la cécité. Ces cellules seraient ensuite implantées chez un patient afin de régénérer les tissus endommagés. De plus, cette étude aidera à concevoir des approches plus ciblées pour freiner la progression des tumeurs : en effet, des perturbations dans l'orientation de la division cellulaire ont été observées dans certains cancers, et le gène SAPCD2 avait été précédemment lié au développement de tumeurs.

À propos de l'étude

Cette étude a bénéficié du soutien financier du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, des Instituts de recherche en santé du Canada, de même que des fondations W. Garfield Weston et Brain Canada. Le projet a été mené à l'IRCM par Carine Monat et Marine Lacomme, sous la supervision de Michel Cayouette, en collaboration avec l'équipe de Stéphane Angers, professeur associé à l'Université de Toronto.

À propos de Michel Cayouette

Michel Cayouette est docteur en neurobiologie de l'Université Laval. Il est professeur titulaire de recherche et directeur de l'unité de recherche en neurobiologie cellulaire à l'IRCM. Il est également professeur-chercheur agrégé au Département de médecine de l'Université de Montréal ainsi que professeur associé au Département de médecine (Division de médecine expérimentale) et au Département d'anatomie et de biologie cellulaire de l'Université McGill. Il est chercheur boursier sénior du Fonds de recherche du Québec – Santé et de la Fondation Antoine Turmel.

À propos de l'IRCM

L'IRCM est un institut de recherche biomédicale de grande réputation situé en plein cœur du milieu universitaire montréalais. Fondé en 1967, il regroupe aujourd'hui 35 équipes de recherche et quatre cliniques spécialisées en cholestérol, hypertension, fibrose kystique et diabète et obésité. L'IRCM est affilié à l'Université de Montréal. Il entretient aussi des relations étroites avec l'Université McGill. Sa clinique est affiliée au CHUM. L'IRCM reçoit l'appui du ministère de l'Économie, de l'Innovation et des Exportations du Québec.