Le fonctionnement de l’« antenne » de la cellule mieux compris
Des neurones (en rouge) sont observés dans l’hypothalamus d’une souris. Leurs noyaux apparaissent en bleu et leurs cils primaires, en vert.
Photo : Université de la Californie à San Francisco/Laboratoire Vaisse
Le rôle essentiel d’une protéine dans le fonctionnement de la cellule est mieux défini à la suite de travaux réalisés au laboratoire du Dr Frédéric Charron, de l’Institut de recherches cliniques de Montréal (IRCM), et à l’Université de Californie à Merced, aux États-Unis.
Cette percée permet de mieux comprendre des défauts cellulaires qui mènent au développement de petits cervelets, ce qui peut causer notamment un retard global du développement, des séquelles motrices, un déficit intellectuel et des troubles du langage.
Le cil apparaît en rouge. En bleu est le noyau, en vert le corps de la cellule.
Photo : Université de Californie à Merced
Comme une antenne cellulaire
Le corps humain possède des milliers de types de cellules, dont la plupart sont dotées de structures de base qui se ressemblent, comme le noyau, qui contient l'ADN.
L’une de ces structures présentes dans la plupart des cellules est le cil primaire. On a longtemps considéré le cil comme un vestige de l’évolution [une structure anatomique qui a perdu ses fonctions originelles au cours de l'évolution], mais on s’est aperçu dans les 20 dernières années qu’il jouait un rôle essentiel pour la signalisation cellulaire
, explique le Dr Frédéric Charron, de l’IRCM.
Gros plan sur un cil primaire
Photo : Delft University of Technology
Le cil primaire est une protubérance de la cellule qui ressemble à une antenne. Il agit aussi un peu comme une antenne puisqu’il sert à détecter des signaux présents dans l’environnement de la cellule, dont certains sont responsables de stimuler la prolifération cellulaire
, indique le Dr Charron.
Notre travail montre qu'une protéine appelée NUMB est essentielle pour transmettre les signaux détectés par l'antenne.
Lorsque l’antenne détecte un signal, celui-ci doit être transmis à la cellule pour avoir un effet. Ce qu'on a trouvé, c'est la façon par laquelle le cil primaire est capable de transmettre certains signaux grâce à NUMB,
ajoute le chercheur.
Le saviez-vous?
Outre les cils primaires, il existe plusieurs cils dans le corps humain :
- les cils de la trachée et des bronches, qui font remonter les sécrétions de mucus;
- les cellules ciliées, qui tapissent les ventricules cérébraux et permettent le mouvement du liquide cérébrospinal;
- les cils des trompes de Fallope, qui permettent le mouvement des ovocytes.
Quand la ligne est mauvaise
Sans cette protéine, le signal est détecté par le cil, mais son information n’est pas transmise au reste de la cellule, ce qui l'empêche d’avoir l’effet habituel. Le problème [ne concerne pas] la réception, mais bien [...] la transmission du signal,
précise le Dr Charron.
Dans les présents travaux, l’équipe du laboratoire du Dr Charron s’est intéressée à un signal en particulier, celui d’une protéine qui induit la prolifération cellulaire.
Le signal de prolifération, c'est ce qui fait qu'une cellule se multiplie. Il va enclencher le cycle cellulaire, qui permet à la cellule de répliquer son ADN pour ensuite se diviser en deux cellules filles qui se diviseront à leur tour.
Ce processus mène à la multiplication des cellules, et NUMB y tient un rôle essentiel.
Or, sans la transmission du signal en raison de l’absence de NUMB, la prolifération de certaines cellules du cerveau ne se produit pas.
Dans les expériences menées sur des souris, lorsqu'on inactive le gène qui code pour la protéine NUMB, on assiste à une très forte diminution de la capacité des cellules [des neurones] à se multiplier.
Ce sont des défauts qui nuisent au développement du cerveau et du système nerveux en menant à la formation de petits cervelets, un état appelé hypoplasie du cervelet
, indique le scientifique.
Les chercheurs tenteront de mieux cerner le rôle de NUMB dans de prochains travaux.
Malheureusement, pour l'instant, on ne connaît pas de molécules ou de drogues qui pourraient corriger l’absence de la protéine.
Ce qu'on aimerait mieux comprendre, c’est l'impact du mécanisme qu’on a découvert sur d’autres maladies du développement du cerveau pour éventuellement réussir à créer de nouvelles thérapies,
relève le Dr Charron.
Les deux auteurs principaux de ces travaux publiés dans la revueNature Communication (Nouvelle fenêtre)(en anglais) sont Patricia Yam, de l’IRCM, et Xiaoliang Liu, de l’Université de Californie à Merced, aux États-Unis.
