La protéine Nanog est essentielle pour «reprogrammer» les cellules adultes en cellules souches
Des scientifiques au Japon et au Royaume-Uni, financés par l'UE, ont offert de nouvelles informations sur la façon dont les cellules souches se différencient en d'autres types de cellules. Ils ont découvert que la protéine nommée Nanog est au coeur du processus qui donne aux cellules souches leurs propriétés remarquables, ce qui a d'importantes implications pour les utilisations futures de ces cellules en médecine. Les résultats ont été publiés dans la revue Cell. L'étude s'inscrit dans le projet EuroSyStem («European consortium for systematic stem cell biology»), financé à hauteur de 12 millions d'euros au titre du thème Santé du septième programme-cadre (7e PC). Les 25 groupes de recherche d'EuroSyStem ont associé leur expertise dans divers domaines de la biologie et de l'informatique pour étudier la biologie fondamentale des cellules souches et générer de nouvelles connaissances dans ce domaine de grande importance. Les cellules souches bénéficient d'une extrême souplesse, dans le sens où elles peuvent se différencier pour donner n'importe quel type de cellule (foie, peau, nerf, etc.) dans un organisme en croissance. Cette pluripotence (littéralement la «possibilité d'aboutir à des résultats différents») fait l'objet de nombreuses études. Il est possible, par le biais de plusieurs méthodes, de «reprogrammer» des cellules en laboratoire pour qu'elles soient pluripotentes, même hors de l'embryon. Cependant, même si les connaissances relatives à ce processus progressent, on ne sait pas encore exactement comment ces cellules sont générées. Une équipe de recherche conduite par José Silva et Jennifer Nichols du Centre for Stem Cell Research du Wellcome Trust au Royaume-Uni a étudié le rôle de la protéine Nanog, déjà reconnue comme un acteur clé de la pluripotence. Nanog (dont le nom vient du celte «Tir Nan Og», la «terre de l'éternelle jeunesse») était clairement importante, même si son rôle exact restait inconnu. «La genèse exacte de la pluripotence est un mystère. Si nous voulons créer des méthodes efficaces, sûres et fiables afin de générer de telles cellules pour une utilisation en médecine, nous devons élucider le processus. Nos travaux apportent de nouveaux indices», déclare le Dr Silva. Pour lever certains des paradoxes rencontrés dans les précédentes études, les chercheurs ont étudié des cellules du cerveau de la souris qui n'expriment pas le gène Nanog. Lorsqu'ils ont lancé la reprogrammation de ces cellules, ils ont constaté que le processus débutait mais restait bloqué dans un état «second», ce qui empêchait les cellules de devenir pluripotentes. En étudiant des cellules du même type, mais exprimant le gène Nanog, ils ont constaté qu'elles devenaient totalement pluripotentes. «D'autres gènes ont été identifiés dans le cadre du processus, mais ils agissent plutôt comme des déclencheurs», explique le Dr Silva. «C'est alors que Nanog entre en scène. Sans elle, les cellules restent piégées dans un état intermédiaire, indéfini.» Les chercheurs ont déterminé que la protéine Nanog est effectivement indispensable, mais n'intervient qu'assez tard dans le processus. Leurs observations montrent qu'elle est requise lors de la phase finale de la reprogrammation, lorsque d'autres facteurs sont déjà présents et en attente. Cette étude est la première à mettre en évidence l'aspect chronologique de l'action de Nanog. «Notre étude montre que cette protéine lève le dernier verrou d'un processus qui compte de nombreuses étapes et donne à la cellule le pouvoir de la pluripotence», explique le Dr Silva. «Nous avons démontré que Nanog est absolument indispensable pour reprogrammer les cellules adultes et en faire des cellules souches, et que c'est également vrai pour les cellules embryonnaires.» Les auteurs concluent que Nanog a un rôle central dans ce processus très important, en «mettant en scène» un réseau de gènes et de protéines pour aboutir à la pluripotence. Pour les chercheurs, l'étape suivante consistera à éclaircir les interactions complexes de tous ces facteurs, pour déterminer exactement comment Nanog influence ces molécules afin d'arriver à la pluripotence. Ces connaissances aideront les scientifiques à créer en laboratoire des cellules souches susceptibles d'être utilisées pour soigner par exemple les maladies d'Alzheimer et de Parkinson.
Pays
Japon, Royaume-Uni