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Des chercheurs de l’Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire ont décrit pour la première fois les étapes du mécanisme de transdifférenciation. Ce processus permet à une cellule différenciée de changer d’identité et offre ainsi de belles perspectives à la médecine régénérative. Ces résultats ont été publiés dans la revue Development le 9 mars 2011.

Actuellement, pour remplacer un organe perdu ou défectueux, la médecine n’offre pas de solution alternative à la greffe. Pourtant, la transplantation d’organes présente des inconvénients majeurs comme la trop faible quantité de donneurs, les problèmes de compatibilité ou encore les effets secondaires dus aux traitements anti-rejets.

L’enjeu : régénérer des organes sans recourir à la greffe

Pour régénérer des organes sans avoir recours à la greffe, trois pistes sont en cours d’exploration à ce jour. La première repose sur l’utilisation de cellules souches embryonnaires humaines (cellules ES). Pour des raisons de bioéthique, cette technique est cependant controversée et l’accès à ce type de cellules est très contrôlé. Depuis quelques années, une deuxième méthode permettrait de travailler à partir d’autres cellules : les cellules souches pluripotentes induites (cellules iPS). L’avantage de ce procédé est de pouvoir dédifférencier une cellule adulte pour qu’elle retrouve ses caractéristiques embryonnaires. Toutefois, une telle reprogrammation cellulaire peut entraîner l’accumulation d’aberrations chromosomiques et augmenter le risque tumoral, lié à la nature des cellules iPS. De ce fait, la transdifférenciation, processus qui permet à une cellule différenciée de changer directement d’identité, apparaît comme une autre piste prometteuse.
L’équipe de Sophie Jarriault de l’Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC) s’est très tôt intéressée à la transdifférenciation. En 2008, son groupe de recherche a montré l’existence de ce phénomène en travaillant sur un modèle de choix : le ver Caenorhabditis elegans. Cet organisme a permis à l’équipe de suivre, étapes par étapes, la transformation d’une cellule rectale en motoneurone (2).

Grâce au ver Caenorhabditis elegans, les chercheurs ont suivi pas à pas les étapes de la transdifférenciation

En inactivant spécifiquement certains gènes, les chercheurs ont cette fois-ci décrit différents états intermédiaires pour le mécanisme de transdifférenciation, et ce, malgré l’absence de division cellulaire. De plus, ils ont constaté que l’une de ses étapes inclut une dédifférenciation, sans pour autant passer par le stade cellule pluripotente. Ces résultats indiquent d’une part qu’il existerait un découplage entre dédifférenciation et multipotence in vivo et d’autre part, que le potentiel cellulaire est soumis à des processus de contrôle très stricts dans un contexte physiologique. Enfin, les scientifiques ont remarqué que, lorsque la cellule se dédifférencie et se redifférencie, elle passe par plusieurs stades semblables à ceux observés pendant le développement neural embryonnaire.
En tant que voie alternative pour la production de cellules de remplacement, utilisables par la médecine régénérative, la transdifférenciation pourrait constituer une réelle promesse pour l’avenir. La compréhension des mécanismes à l’œuvre dans les phénomènes de conversion d’un type cellulaire à l’autre permettra de répondre à des questions fondamentales en lien avec l’identité et la plasticité cellulaires. Leur caractérisation offrira également la possibilité d’estimer quels risques cette thérapie cellulaire pourrait présenter pour le patient.

Figure : Modèle majeur en biologie du développement, Caenorhabditis elegans est un petit ver (un nématode) qui possède un nombre fixe de cellules, 959 exactement. Depuis 1983, le devenir de chaque cellule (lignage) au cours du développement est connu et permet de suivre très précisément les étapes de la transdifférentiation d’une cellule rectale (en vert, à gauche) en motoneurone (en bleu, à droite) dans l’organisme. © IGBMC, S. Jarriault.

Notes
(1) IGBMC, CNRS/Inserm/Université de Strasbourg
(2) A Caenorhabditis elegans model for epithelial-neuronal transdifferentiation, Sophie Jarriault, Yannick Schwab, Iva Greenwald, PNAS (105(10):3790-3795, March 11, 2008.

Contact chercheur
Sophie Jarriault
Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC)
UMR 7104 CNRS/Inserm/Université de Strasbourg 1

Source
La transdifférenciation au secours de la médecine régénérative, avril 2011, Institut des sciences biologiques - CNRS