Lever le voile sur les mécanismes à l’origine du dysfonctionnement des cellules souches
Les cellules souches sont les «cellules-mères» de l’organisme. Elles se différencient en cellules sanguines, cérébrales, osseuses et d’organes et, fortes de leur capacité à réparer et à régénérer ces différents tissus, elles pourraient permettre de traiter un éventail de maladies. Cela dit, les cellules souches peuvent connaître des dysfonctionnements. À un âge extrêmement avancé, par exemple, la performance des cellules souches diminue brusquement. «Les travaux menés sur différentes espèces ont identifié des caractéristiques communes du vieillissement qui provoquent à terme l’épuisement des cellules souches et une baisse importante de la régénération tissulaire», explique Pura Muñoz-Cánoves(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), principale professeure de recherche à l’université Pompeu Fabra(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et à l’ICREA(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), par ailleurs coordinatrice du projet STEM-AGING. Dans le cadre du projet STEM-AGING, financé par le Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), les scientifiques ont cherché à mieux comprendre la manière dont les cellules souches conservent leur santé à l’âge adulte. «Pendant la majeure partie de leur vie, les cellules satellites se trouvent dans un état de quiescence(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), et ne s’activent que pour former de nouvelles myofibres à la suite d’un traumatisme musculaire», explique Pura Muñoz-Cánoves. «La manière dont ces cellules souches à vie longue se maintiennent à l’état quiescent demeurait essentiellement inconnue», ajoute-t-elle.
Concevoir une série d’essais
Dans le cadre du projet STEM-AGING, l’équipe a mis au point une série d’essais sur des souris. Son premier objectif était de comprendre comment les cellules souches se maintiennent en quiescence ainsi que les effets du vieillissement sur l’autophagie: le processus par lequel l’organisme réutilise les vieilles cellules endommagées. Elle a également mis en lumière la façon dont la collecte de déchets protéotoxiques, issus de protéines mal repliées, peut influencer la qualité régénératrice des cellules souches.
Rétablir la régénération musculaire
L’équipe a découvert qu’à un âge avancé, les cellules satellites(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) quittent leur état de quiescence et que certaines d’entre elles entrent dans un état sénescent irréversible. Ces cellules perdent leur capacité d’autophagie et connaissent une dérégulation des processus de la dynamique mitochondriale(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), ce qui correspond essentiellement à une dégradation de la fonction des ingénieurs internes de la cellule, qui se traduit par leur incapacité à se défaire également des parties endommagées. Ces résultats ont débouché sur plusieurs découvertes thérapeutiques positives. «Notre équipe a montré que la fonction des cellules souches gériatriques et la régénération musculaire sont restaurées grâce à la réactivation de l’autophagie et le rétablissement de la dynamique mitochondriale», fait remarquer Pura Muñoz-Cánoves. Les chercheurs ont également identifié un sous-ensemble de cellules souches qui présente un potentiel de régénération supérieur aux autres, et ils ont trouvé le moyen de les maintenir à un âge très avancé. «Ces résultats ont des retombées qui transcendent la recherche sur les muscles pour toucher à la médecine régénérative liée au vieillissement», explique-t-elle.
Le premier atlas des cellules souches
L’un des aspects révolutionnaires de ces travaux a été la création du premier atlas transcriptomique des cellules sénescentes in vivo. Ces résultats ont été publiés dans la revue scientifique de renom(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) «Nature» et ont même été mis en avant dans la section «News and Views» de ce numéro. Les chercheurs entendent continuer leur étude afin d’identifier de nouveaux moyens d’inverser les changements intrinsèques délétères à l’œuvre dans les cellules souches vieillissantes. «Je suis heureuse d’avoir identifié de nouvelles causes intrinsèques du vieillissement des cellules souches musculaires qui nuisent à la régénération musculaire et modifient le métabolisme, ainsi que de nouveaux mécanismes de réparation musculaire indépendants des cellules souches», déclare Pura Muñoz-Cánoves.
