Un nouveau mécanisme de cellules souches dans votre intestin

Un nouveau mécanisme passionnant pourrait changer notre compréhension de ce qu'est une cellule souche

15.07.2022 - Autriche

Les cellules souches sont un sujet brûlant pour la création de traitements médicaux. Cependant, les scientifiques ne comprennent pas encore parfaitement comment elles choisissent de se diviser ou de se différencier pour renouveler les organes. Les chercheurs ont maintenant découvert un nouveau mécanisme biophysique qui régule les cellules souches dans l'intestin des souris. Là, une cellule souche n'est pas purement définie par des marqueurs moléculaires intrinsèques, mais aussi par sa localisation et ses mouvements dans son environnement. Cela pourrait avoir des implications pour d'éventuels nouveaux traitements.

Votre intestin est un endroit merveilleux. Une couche spéciale de cellules qui recouvre l'intérieur de l'intestin grêle et du gros intestin absorbe les nutriments et l'eau contenus dans ce que vous mangez, tout en empêchant les substances nocives d'entrer dans votre organisme. Cette couche s'appelle l'épithélium intestinal. Elle se renouvelle complètement tous les quatre à sept jours grâce aux cellules souches. Il s'agit d'un type particulier de cellules qui peuvent à la fois s'auto-renouveler en se divisant et se différencier pour donner naissance à d'autres types de cellules afin de renouveler vos organes. Les scientifiques ne savent toutefois pas encore comment elles prennent exactement ces décisions, ni ce qui définit une cellule souche.

Bernat Corominas-Murtra, auparavant postdoc à l'Institut autrichien des sciences et des technologies (ISTA) et désormais professeur adjoint à l'université de Graz, et Edouard Hannezo, professeur à l'ISTA, ont collaboré avec un groupe international de chercheurs expérimentaux dirigé par l'équipe de Jacco Van Rheenen à Amsterdam pour étudier les cellules souches de l'épithélium intestinal. Ils ont découvert un nouveau mécanisme passionnant qui pourrait changer notre compréhension de ce qu'est une cellule souche. Leurs conclusions ont été publiées dans la revue Nature.

L'épithélium intestinal n'est qu'une couche de cellules épaisse et constamment renouvelée. Il se trouve partout sur les villosités, qui ressemblent à de minuscules tentacules recouvrant l'intérieur de l'intestin grêle et du gros intestin. Entre les villosités, il existe de minuscules poches dans le tissu appelées cryptes intestinales. Ce nom peut évoquer un certain mystère et ce n'est peut-être pas très loin de ce qui s'y passe réellement. "Au fond des cryptes, les cellules souches de l'épithélium se divisent constamment. Certaines des cellules qui en résultent restent en tant que cellules souches dans la crypte et les autres sont poussées vers l'extérieur, vers l'extrémité des villosités environnantes", explique Corominas-Murtra. "Là, elles finissent par se différencier en types de cellules fonctionnelles qui permettent la fonction intestinale et qui sont éliminées après quelques jours. Cela se produit tout le temps à l'intérieur de votre corps et si ce mécanisme s'effondre, vous pouvez avoir de graves problèmes médicaux."

En étudiant ces cellules souches dans l'intestin grêle et le gros intestin, les scientifiques ont d'abord été perplexes. "La façon dont nous pensons habituellement aux cellules souches est que le fait d'être une cellule souche est déterminé par des propriétés biochimiques intrinsèques d'une cellule - quelque chose comme un marqueur biochimique que nous pouvons identifier", poursuit Corominas-Murtra. "Nous avons constaté que parmi les cellules qui possédaient ce marqueur traditionnel de cellules souches, beaucoup n'ont jamais réellement fonctionné en tant que cellules souches, mais ont été poussées hors des cryptes pour être éliminées, sans contribuer du tout au renouvellement à long terme de l'intestin. Nous avons également constaté que si les marqueurs classiques prédisaient à peu près le même nombre de cellules souches dans l'intestin grêle et le gros intestin, il y en avait environ deux fois plus qui fonctionnaient effectivement comme cellules souches dans l'intestin grêle que dans le gros intestin." Les scientifiques ont donc voulu comprendre ce qui détermine les cellules qui agissent réellement comme des cellules souches et ils ont trouvé un nouveau mécanisme surprenant qui régule les cellules souches dans les cryptes. "Nous avons découvert que le fait que ces cellules se comportent ou non comme une cellule souche dépend de leur emplacement ! Les cellules de l'épithélium ne sont pas seulement poussées vers l'extérieur de la crypte par les divisions cellulaires situées en dessous d'elles - comme sur un tapis roulant - mais il y a un autre type de mouvement impliqué."

explique Corominas-Murtra. Les scientifiques ont découvert que les cellules de la couche épithéliale se déplacent aussi activement dans des directions aléatoires - d'avant en arrière le long du tapis roulant si vous voulez. Ainsi, les cellules qui ont déjà été poussées un peu le long du tapis roulant peuvent se retrouver à la base de la crypte et y agir à nouveau comme des cellules souches pour se diviser et reconstituer l'épithélium. Edouard Hannezo explique les implications possibles de ces découvertes : "Ces mouvements constituent un nouveau mécanisme environnemental qui détermine quelles cellules peuvent agir fonctionnellement comme des cellules souches. Dans l'intestin grêle, le signal moléculaire régulant les mouvements est plus fort que dans le gros intestin, de sorte que les cellules peuvent retourner plus fréquemment dans la crypte. Cela explique pourquoi il y a plus de cellules souches réellement actives dans l'intestin grêle que dans le gros intestin. Cela pourrait avoir des implications majeures sur notre compréhension de ce qu'est réellement une cellule souche et sur la manière de les utiliser dans des applications médicales".

Ces résultats s'appuient sur des recherches antérieures menées par Bernat Corominas-Murtra et Edouard Hannezo à l'ISTA et sur les travaux du groupe Van Rheenen. Ayant à l'origine une formation en physique, Corominas-Murtra et Hannezo ont créé un modèle mathématique avancé de la couche épithéliale intestinale qui inclut le mouvement des cellules à la fois vers et depuis la crypte. Grâce à leur modèle, ils ont pu prédire le nombre de cellules souches réellement actives dans l'intestin grêle et le gros intestin. Un certain nombre d'autres groupes de recherche de toute l'Europe ont conçu des expériences utilisant les dernières méthodes de microscopie et de génétique pour tester les prédictions et ont constaté qu'elles étaient exactes. Ils ont même essayé d'inhiber le signal chimique dans les cryptes et ont constaté que cela réduisait le nombre de cellules souches actives, comme prévu.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.