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Comment caractériser l’identité cellulaire par séquençage de l’ARN unicellulaire

Des chercheurs financés par l’UE ont mis au point une méthode pour évaluer avec précision, sur le tissu pancréatique isolé, les effets de médicaments spécifiques aux cellules. Cela peut faciliter le développement de traitements médicamenteux ciblés pour traiter le diabète de type 1.

Santé

Comprendre le patrimoine génétique des cellules individuelles est essentiel pour déterminer leur mode de différenciation dans des pathologies telles que le cancer, les maladies immunes et métaboliques. Ces dernières années, il y a eu un intérêt croissant pour le ciblage thérapeutique des acides ribonucléiques (ARNs) – un intermédiaire clé dans l’expression de l’information génétique – du fait de leur rôle central dans les processus biologiques. En partie soutenue par les projets CHROMABOLISM et EpigenomeProgramming financés par l’UE, une équipe de chercheurs a mis au point une technique qui analyse avec plus de précision l’effet de médicaments spécifiques sur le tissu pancréatique isolé, grâce à une méthode plus poussée de séquençage de l’ARN unicellulaire. Les chercheurs ont publié leur étude dans la revue «Genome Biology». Un communiqué de presse de l’institution où sont développés les projets CHROMABOLISM et EpigenomeProgramming, le centre de recherche pour la médecine moléculaire (CeMM) de l’Académie autrichienne des sciences, indique: «Leur étude... décrit la technique qu’ils ont développée pour surmonter le problème de contamination des molécules d’ARN dans la transcriptomique unicellulaire, ce qui a permis d’obtenir des résultats précis pour les réponses dynamiques de médicaments dans les cellules pancréatiques. Il ajoute: «Ces observations favoriseront le développement de traitements médicamenteux ciblés pour traiter à l’avenir le diabète de type 1». La transcriptomique correspond à l’étude des transcriptomes – les transcriptions de l’ensemble de l’ARN présent au niveau d’une cellule individuelle ou d’une population de cellules – pour explorer les expressions géniques. Comme expliqué dans le même communiqué de presse, les zones du pancréas, appelées îlots de Langherans, contiennent les cellules endocrines pancréatiques (productrices d’hormones), qui correspondent aux cellules bêta, alpha et delta. Les cellules bêta sécrètent l’insuline, une hormone qui joue un rôle important dans la régulation du métabolisme du glucose. Dans le cas du diabète de type 1, une maladie chronique, «le système immunitaire du corps attaque et détruit par erreur les «cellules bêta pancréatiques productrices d’insuline», comme indiqué dans le communiqué de presse. «La médecine régénérative a pour objectif de reconstituer la masse de cellules bêta et ainsi, renforce, puis à terme, remplace les traitements de substitution de l’insuline. Des altérations dans la composition des îlots, dont une insuffisance de la fonction des cellules bêta et leur dédifférenciation, contribuent aussi au diabète de type 2.» Il poursuit: «Par conséquent, une meilleure compréhension de l’identité et de la diaphonie des différents types de cellules des îlots conduit à une meilleure caractérisation des deux formes de diabètes et peut contribuer au développement de nouveaux concepts thérapeutiques».

Technique performante

Selon le communiqué de presse du CeMM, bien qu’il y ait eu de récentes avancées dans le profilage du transcriptome unicellulaire, ces «approches restent un défi technologique puisque la très faible quantité d’ARN présente est totalement utilisée dans l’expérience. Par conséquent, il est indispensable de vérifier la qualité et la pureté des transcriptomes unicellulaires obtenus». Le communiqué de presse montre comment les chercheurs «ont identifié une expression hormonale étonnamment élevée dans les types de cellules non endocrines, aussi bien dans leur propre ensemble de données que dans d’autres études publiées sur cellule unique». Il ajoute que les chercheurs voulaient savoir «si cela provenait d’une contamination par des molécules d’ARN, par exemple issue de cellules mourantes, et comment cela pouvait être éliminé pour obtenir un ensemble de données plus fiable». Leur objectif «était de développer, valider et appliquer une méthode pour définir, d’un point de vue expérimental, une telle contamination et l’éliminer par calcul». Le projet CHROMABOLISM (Chromatin-localized central metabolism regulating gene expression and cell identity) se concentre sur un moyen de faciliter l’étude des vulnérabilités associées à la chromatine, à un niveau de profondeur jusque là inédit. Le projet EpigenomeProgramming (An experimental and bioinformatic toolbox for functional epigenomics and its application to epigenetically making and breaking a cancer cell) étudie le rôle de l’épigénétique dans le cancer. Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet CHROMABOLISM projet EpigenomeProgramming

Mots‑clés

CHROMABOLISM, EpigenomeProgramming, diabète de type 1, acide ribonucléique, transcriptome

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