Cellules iPS : toutes les cellules peuvent être reprogrammées

Encore un billet sur les derniers progrès de la recherche sur la reprogrammation des cellules adultes ou plus ou moins différenciées en cellules iPS. Fort peu de sujets sont aussi "chauds" depuis leur découverte récente, à part peut-être les microARN. Mais je digresse...

La nouvelle du jour vient de Nature et d'un article sortant du laboratoire de Rudolph Jaenisch au MIT. Le but était de discriminer quatre hypothèses : 1) toutes les cellules sont reprogrammables, ou bien 2) seules certaines cellules sont susceptibles d'être reprogrammées, comme par exemple les quelques cellules souches d'un tissu qu'on prendra lors d'un prélèvement ; par ailleurs la reprogrammation nécessitera un nombre fixe (3) ou variable (4) de divisions cellulaires.
Ce nouveau travail démontre que presque toutes les cellules peuvent être reprogrammées (1) mais que cela prendra un nombre de divisions cellulaire indéterminé (4). La reprogrammation, induite avec les protéines Oct4, Sox2, Klf4 et c-Myc peut prendre entre deux et dix-huit semaines, date à laquelle plus de 90% des populations cellulaires auront donné des cellules iPS ; chaque population est issue d'une seule cellule, démontrant que presque toutes les cellules d'un tissu peuvent être reprogrammées. Ceci a pu être démontré en utilisant des populations de cellules immunitaires (lymphocytes B) ayant toutes intégré les constructions permettant l'expression de quatre facteurs de la reprogrammation et étant donc soumises de façon égale au processus.

Rôles de Lin28, p53 et Nanog
En plus des quatre facteurs découverts à l'origine par Yamanaka, plusieurs autres protéines peuvent accélérer le processus de reprogrammation. Les chercheurs ont voulu savoir quel pouvait être leur rôle. L'obtention de cellules iPS a pu être accéléré de façon dépendante de la division cellulaire grâce à la surexpression de Lin28, ou l'inhibition de p53, un gène impliqué dans la plupart des cancers. Ces deux facteurs, qui étaient considérés comme impliqués directement dans le processus de reprogrammation, ne feraient en réalité que contrôler le rythme des divisions cellulaires ; pour p53 et Lin28, la reprogrammation est accélérée grâce au rythme de division plus rapide. Ce n'est pas le cas pour Nanog qui semble avoir un rôle direct dans la reprogrammation.


En résumé
C'est un travail de fond qui a été accompli. Il a permis d'une part de démontrer que presque toutes les cellules d'une population peuvent être reprogrammées mais que cela peut prendre plus ou moins de temps ; la reprogrammation arrive donc au hasard dans une cellule, sans doute en fonction de fluctuations épigénétiques qu'on ne sait pas encore contrôler. D'autre part, il est désormais démontré que parmi p53, Lin28 et Nanog, seul Nanog est un facteur directement impliqué dans la reprogrammation comme Oct4, Sox2, Klf4 et c-Myc. Enfin p53 et Lin28 favoriseraient la reprogrammation en augmentant le rythme des divisions cellulaires, ce qui serait important pour générer ces fluctuations épigénétiques.

Rappel : le processus de reprogrammation est essentiellement de nature épigénétique, à savoir qu'il modifie la façon dont l'ADN va être exprimé. C'est comme réinitialiser un disque dur en quelque sorte.