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Découverte d’un nouveau mécanisme de la division cellulaire

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Des chercheurs ont découvert que les chromosomes jouent un rôle actif dans la division cellulaire animale à une étape précise, la cytocinèse, quand la cellule se scinde pour former deux nouvelles cellules filles.

C'est ce qu'ont observé Gilles Hickson, professeur agrégé au Département de pathologie et biologie cellulaire de l'Université de Montréal et chercheur au Centre de recherche du CHU Sainte-Justine, ainsi que son assistante Silvana Jananji, en collaboration avec une équipe de chercheurs dirigée par Buzz Baum, de l'University College of London, au Royaume-Uni.

Le fruit de leurs recherches sera prochainement publié dans la prestigieuse revue Nature.

La division cellulaire est à la base de toute forme de vie : le corps humain a pour origine une seule cellule qui se divise des milliards de fois pour créer tous les différents tissus, et certaines de ces cellules continuent de se diviser des milliards de fois chaque jour tout au long de la vie. Or, on ne comprend pas encore l'ensemble des mécanismes moléculaires en jeu et l'on ignorait jusqu'ici que les chromosomes pouvaient exercer une action à cette étape de la cytocinèse.


Chez la cellule animale, la division implique une séparation des chromosomes, la mitose, qui aboutit à la formation de deux nouvelles cellules filles par cytogenèse. « La division est un processus complexe difficilement perturbable mais, lorsqu'une erreur survient dans la séparation de l'ADN ou dans la cytocinèse qui suit, elle peut, par exemple, être à la source d'un cancer », illustre Gilles Hickson.

 

Une division sans erreur

Pour l'heure, il est bien connu que des structures semblables à des câbles microscopiques, qu'on nomme microtubules, permettent de tirer les chromosomes vers deux pôles de la cellule pendant le processus de division.

« À ce moment, des microtubules séparent physiquement les chromosomes en leur centre, ou kinétochore, et en même temps d'autres microtubules signalent au cortex de la cellule où se trouve son équateur, c'est-à-dire le lieu où s'opérera la division », explique le chercheur. Et, jusqu'à ce jour, on croyait que les chromosomes jouaient seulement un rôle passif, qu'ils se laissaient tirer par les microtubules et qu'ils n'agissaient pas sur la cytocinèse.

Ce qui n'est pas le cas !

Rôle actif des chromosomes

À partir de cellules de drosophiles – les fameuses petites mouches à fruits ! –, l'équipe de chercheurs a découvert en laboratoire, à l'aide d'outils génétiques puissants et de la microscopie sophistiquée, que les chromosomes émettent des signaux qui influencent le cortex de la cellule et qui renforcent l'action des microtubules.

L'un des signaux clés que les chercheurs ont identifié agit à travers un complexe enzymatique, une phosphatase nommée Sds22-PP1, qui se localise au kinétochore. Ils ont aussi démontré que cette voie de signalisation agit dans des cellules humaines.

« Une telle conservation évolutionnaire, des mouches aux êtres humaine, est considéré comme étant un processus aussi fondamental que la division cellulaire, et c'est pourquoi les drosophiles représentent un modèle très puissant pour faciliter notre compréhension de la biologie humaine », précise-t-il.

Lorsque les chromosomes sont ségrégués, ils se rapprochent de la membrane aux pôles de la cellule et, grâce à l'action de cette enzyme, cela contribue à ramollir la membrane polaire « facilitant l'allongement de la cellule et la division qui se produit par la suite à l'équateur », poursuit M. Hickson.

Une nouvelle voie de recherche

La découverte de ce mécanisme est majeure pour l'avancement des connaissances du processus de division cellulaire.

« Cela fait plus de 100 ans qu'on étudie la division cellulaire, mais on cherche toujours à comprendre les mécanismes moléculaires concernés. C'est important parce que la division cellulaire est à la base de la vie et aussi de certaines maladies », rappelle celui qui y a consacré les 15 dernières années de sa vie de chercheur en biologie cellulaire.

De fait, tous les cancers sont caractérisés par une division cellulaire incontrôlée les processus sous-jacents constituent des cibles potentielles pour intervenir de façon thérapeutique afin d'en prévenir l'apparition et la propagation.

Mais avant d'en arriver là, M. Hickson et ses collaborateurs doivent poursuivre leurs recherches pour mieux comprendre les processus et les signaux dont la cellule tient compte pour se diviser, car toutes les cellules du corps et même d'un tissu ne se divisent pas tout à fait de la même manière.

Par exemple, les cellules souches se divisent de façon asymétrique, tandis que la plupart des cellules se divisent de façon symétrique et les chercheurs comprennent encore mal pourquoi. Il s'agit là d'un élément fondamental dont ils doivent tenir compte avant qu'on parvienne éventuellement à mettre au point des thérapies qui inhiberont la division des cellules cancéreuses sans nuire aux cellules saines.

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