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Le déclencheur du cancer peut ressembler à un changement de gène dans les premiers embryons

Le déclencheur du cancer peut ressembler à un changement de gène dans les premiers embryons

Lorsqu’un embryon se forme, ses gènes – donnés par un spermatozoïde et un ovule fécondants – sont silencieux. D’une manière ou d’une autre, à un stade précoce du développement, les gènes de l’embryon doivent être activés. Sans cet interrupteur vital “gènes activés” dans l’embryon, aucun de nous ne serait ici, mais étonnamment, on sait peu de choses sur ce à quoi ressemble l’interrupteur ou sur l’identité du “doigt moléculaire” qui appuie sur l’interrupteur.

Grâce aux recherches publiées aujourd’hui dans Rapports de cellule, cependant, les embryologistes ont maintenant décrit l’interrupteur et peuvent révéler l’identité du doigt qui le pousse. L’étude était un effort de collaboration entre des biologistes de l’Université de Bath, de l’Université de Cambridge et de collègues en Allemagne et aux États-Unis.

L’équipe a fait sa découverte chez la souris en combinant une méthode de pointe pour injecter du sperme dans des ovules avec les dernières techniques de séquençage de l’ARN messager (ARNm).

L’ARNm est «l’intermédiaire» génétique qui lit les informations des gènes et les transmet aux régions de la cellule où les protéines (les éléments constitutifs de la vie) sont fabriquées. L’ARNm est produit dans les ovules avant la fécondation mais aussi dans les embryons lorsque le génome a été activé : les chercheurs ont pu différencier les deux types et caractériser l’activation de l’embryon.

Leur approche a identifié l’activité des gènes à des moments précis après la fécondation dans de nouveaux embryons. Il a été constaté que dans les embryons de souris, l’activité démarre dans les quatre heures suivant l’injection de sperme et suit un programme : les gènes ne sont pas activés au hasard, mais dans un ordre prédéfini.

L’équipe a identifié la séquence d’activation des gènes dans cet ordre prédéfini dans des embryons unicellulaires pour la première fois dans n’importe quelle espèce – et a montré que les fonctions des gènes actifs correspondent aux caractéristiques du développement précoce de l’embryon.

Les scientifiques ont déjà déterminé dans de nombreux cas quels «doigts moléculaires» activent quels gènes, et grâce à cela, les auteurs de la nouvelle étude ont pu prédire quels doigts étaient responsables au début du développement embryonnaire: les empreintes digitales de certains se trouvaient sur les gènes de l’embryon, permettant d’identifier les doigts coupables.

Dans une tournure extraordinaire, ce travail de détective a montré que bon nombre des suspects déclencheurs sont également associés au cancer.

“De nombreux facteurs responsables de l’aube de l’activité des gènes dans les embryons sont connus depuis longtemps pour être des oncogènes majeurs”, a déclaré Professeur Tony Perry qui a dirigé la recherche du Département des sciences de la vie à Bath. Il a ajouté: “Très probablement, la carcinogenèse récapitule l’embryogenèse.”

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L’équipe a poursuivi son travail de détective en montrant que les facteurs suspects (“doigts moléculaires”) sont bien présents dans les embryons unicellulaires, qui les héritent des ovules. Lorsqu’ils ont empêché les facteurs de fonctionner en appliquant des inhibiteurs qui bloquent leur activité après la fécondation, les embryons ont cessé de se développer presque immédiatement.

Les chercheurs sont allés plus loin pour un doigt moléculaire – un facteur associé au cancer appelé c-Myc. Si c-Myc était réellement responsable de l’activation des gènes au début du développement, le groupe a estimé que son inhibition devrait empêcher l’activation. C’est exactement ce qu’ils ont trouvé : sans activité c-Myc, de nombreux gènes n’étaient pas activés, ce qui indique que c-Myc est en effet un doigt moléculaire qui active les gènes de l’embryon.

Le groupe suggère que c-Myc et d’autres facteurs sont dormants dans les œufs jusqu’à ce qu’ils soient eux-mêmes activés par la fécondation. Ce travail sur les souris recoupe les découvertes publiées récemment par les chercheurs montrant que l’activité des gènes dans les embryons humains commence également au stade unicellulaire.

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“De nombreux gènes activés dès le départ chez la souris et les embryons unicellulaires humains sont des homologues”, a déclaré Docteur Maki Asami, également de Bath et auteur principal de l’ouvrage. “L’implication des mêmes facteurs de transcription oncogènes est prédite chez les deux espèces.”

Il semble donc que les résultats de cette étude éclairent non seulement les mécanismes qui régulent le début du développement des mammifères, mais promettent également de préparer le terrain pour des informations révolutionnaires sur les processus qui déclenchent le cancer, qui dans la majorité des cas sont insaisissables et restent inconnus.

“Notre travail pourrait ouvrir un nouveau chapitre clinique pour la détection précoce du cancer”, a déclaré le professeur Perry.

Il a ajouté qu’il espérait suivre les pistes fournies par le travail de détective de l’équipe afin que les parallèles entre les embryons et le cancer puissent à l’avenir être exploités pour combler les lacunes dans notre compréhension des deux.

Référence: Asami M, Lam BYH, Hoffmann M, et al. Un programme d’expression successive de gènes dans des embryons unicellulaires de souris. Représentant de cellule. 2023;42(2). est ce que je: 10.1016/j.celrep.2023.112023

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