Des cellules identiques choisissent leur destin au hasard
Des cellules génétiquement identiques, placées dans un environnement identique, font pourtant des choix différents sur ce qu'elles deviennent. De nouvelles recherches montrent comment l'interaction entre le hasard et des programmes biologiques fixes détermine le type cellulaire qui en résulte. Cette découverte est importante pour comprendre à la fois le développement embryonnaire et le vieillissement.
Au cours du développement embryonnaire, les cellules doivent décider quel type de cellule elles vont devenir : une cellule musculaire cardiaque, un neurone ou une cellule immunitaire. La façon dont cette décision se prend n'est pas encore pleinement comprise. Pendant longtemps, l'environnement de la cellule a été considéré comme décisif. Pourtant, des cellules identiques dans un même environnement empruntent parfois des voies différentes.
Des chercheurs ont utilisé l'amibe sociale (Dictyostelium discoideum) comme organisme modèle. Cet organisme est particulièrement adapté à ce type de questions : il est simple, facile à manipuler, et ses cellules présentent le même phénomène de choix d'identité que les cellules des mammifères.
Le hasard comme mécanisme biologique
Ce que montre l'étude, c'est que les cellules sont préparées à un destin particulier avant même que la division cellulaire ne se produise. Cette préparation, appelée amorçage de lignée (lineage priming), est en partie aléatoire et en partie régie par des programmes moléculaires fixes. Ce n'est pas l'un ou l'autre : les deux facteurs agissent ensemble.
La variation dans les choix des cellules n'est pas un défaut du système. Sur le plan évolutif, elle offre un avantage : si toutes les cellules réagissent de façon identique à un environnement changeant, l'organisme est plus vulnérable que s'il existe une variation naturelle dans la façon dont ses cellules répondent.
Lien avec le vieillissement
Avec l'âge, la manière dont les cellules effectuent leurs choix d'identité se modifie. Les cellules souches deviennent moins fiables pour produire les bons types cellulaires au bon moment. Que ce soit la composante aléatoire, la composante fixe ou les deux qui soient en cause reste une question ouverte, à laquelle ce type de recherche contribue à répondre.
Des applications cliniques directes sont encore loin. Comprendre comment l'identité cellulaire s'établit est néanmoins une condition préalable nécessaire au développement de thérapies capables de guider la différenciation cellulaire dans les maladies et le vieillissement.