Une nouvelle collaboration entre deux laboratoires de l'UC Santa Barbara explore le mécanisme moléculaire sous-jacent d'un processus remarquable appelé anastasis, un mot grec signifiant « revenir à la vie ». S'appuyant sur des travaux antérieurs montrant que les cellules peuvent se remettre de la mort, la nouvelle étude démontre que l'anastase est un processus actif composé de deux étapes distinctes. Les conclusions de l'équipe apparaissent dans le Journal de biologie cellulaire .

"Nous savions déjà que les cellules ont besoin de transcrire de nouveaux gènes pour récupérer, " a expliqué l'auteure correspondante Denise Montell, Professeur Duggan de Moléculaire de l'UCSB, Cellulaire, et biologie du développement. "Nous avons donc profilé chaque molécule d'ARNm dans les cellules au fur et à mesure qu'elles commençaient à mourir, puis au fur et à mesure qu'elles se rétablissaient."

D'abord, les biologistes ont ajouté une toxine au milieu de croissance pour induire l'apoptose - une forme de suicide cellulaire programmé qui fait partie intégrante de presque toutes les maladies - et ont amené les cellules au bord de la mort. Ensuite, ils ont échangé le milieu pour éliminer l'inducteur et ont permis aux cellules de récupérer pour un, deux, Trois, quatre, huit ou douze heures. A chaque étape du chemin, les chercheurs ont collecté des millions de cellules et séquencé leurs ARN pour découvrir comment leur profil génétique a changé au cours de ce processus. Le laboratoire de Montell a travaillé avec le laboratoire de neurobiologie moléculaire et cellulaire Kosik de l'UCSB, qui a effectué l'analyse de l'ARN.

Les données des profils d'ARN ont non seulement démontré la nature active du processus d'anastase mais ont également montré ses deux phases distinctes. Pendant les quatre premières heures, les cellules subissent des changements massifs dans l'expression des gènes par rapport aux cellules non traitées. Pourtant, les cellules après une heure de récupération sont beaucoup plus similaires les unes aux autres qu'elles ne le sont avec les cellules à huit heures, qui ressemblent à ceux à la marque des 12 heures.

"Nous avons également découvert que même lorsque les cellules sont au bord de la mort, ils enrichissent secrètement les ARN de survie, " dit Montell. " Les cellules ne savent pas si les choses vont s'améliorer ou empirer, donc ils s'accrochent à certaines molécules de survie juste au cas où. Les cellules sont donc prêtes à se rétablir même lorsqu'elles meurent."

L'équipe s'est concentrée sur un ARN pro-survie particulier appelé escargot qui est enrichi au bord de la mort. Les cellules ne fabriquent pas de protéines à partir de l'ARN et ne le dégradent pas; plutôt, ils s'y accrochent. Lorsque les scientifiques ont empêché l'expression de l'escargot, les cellules étaient incapables de survivre.

Ils ont également découvert que les ARN induits dans la phase précoce de l'anastase favorisent la transcription d'autres gènes, qui permet aux cellules de récupérer et de commencer à se diviser. Dans la phase ultérieure, Les ARN changent ce qu'ils fabriquent et acquièrent la capacité de migrer.

"Certaines choses sont exprimées pendant tout le processus de récupération, y compris les inducteurs de l'angiogenèse qui fabriquent de nouveaux vaisseaux sanguins, " Montell a noté. " Cela ressemble beaucoup à une cicatrisation :une prolifération ou une migration cellulaire pour combler le vide et la création de nouveaux vaisseaux sanguins pour nourrir la récupération.

"C'est bien beau dans un processus normal bénéfique, " Montell a ajouté. " Par exemple, lors d'une crise cardiaque, lorsque les cellules cardiaques sont privées d'oxygène, s'ils peuvent récupérer, c'est une bonne nouvelle. Mais quand les cellules cancéreuses font la même chose, c'est une mauvaise nouvelle. Les médicaments de chimiothérapie et les radiations sont connus pour induire l'apoptose des cellules cancéreuses. Mais anastasis peut leur donner un moyen de rebondir après le traitement."

Maintenant que les chercheurs ont décrit ce mécanisme moléculaire, ils sont particulièrement intéressés par les premières phases de récupération avant que les cellules ne commencent à transcrire de nouveaux gènes. Ils aimeraient également mieux comprendre les effets cellulaires à long terme de l'anastase.

"Nous voulons savoir si une cellule qui se remet de la mort conserve une mémoire épigénétique permanente de l'expérience, " Montell a déclaré. "Nous voulons également savoir si les cellules qui ont connu un cycle d'anastase sont plus ou moins résistantes à un cycle suivant. Et, surtout, est-ce que le mécanisme que nous décrivons dans cet article est à la base d'une rechute après une chimiothérapie et une radiothérapie ? »