Les vers planaires sont pleins de cellules souches vertes, qui se divisent pour produire des cellules filles (magenta) qui, ensemble, peuvent fabriquer et remplacer tous les types de cellules du corps (bleu). (Image du centre) À l'aide de rayons X ciblés, les cellules souches divisantes peuvent être supprimées spécifiquement, laissant derrière elles une bande de cellules souches au milieu du corps. (À droite) Induire une plaie au bout de la tête suffit à déclencher la migration des cellules souches vers la plaie permettant d'étudier le processus de migration cellulaire. Crédit :Prasad Abnave
Une nouvelle étude menée par l'Université d'Oxford a utilisé des vers plats pour examiner le rôle des cellules souches migrantes dans le cancer.
Des chercheurs du laboratoire Aboobaker du département de zoologie ont profité de l'espèce de ver qui regorge de cellules souches. Les vers, également connu sous le nom de planaires, sont connus pour leur capacité à régénérer tous leurs tissus et organes à plusieurs reprises. Ce processus nécessite l'activité de leurs cellules souches qui se divisent constamment pour fabriquer toutes les nouvelles cellules.
La migration cellulaire - ou le mouvement des cellules d'une partie du corps à une autre - est une fonction clé des cellules de notre corps. De nouvelles cellules souches sont constamment nécessaires pour maintenir les fonctions des tissus et des organes, et on s'attend à ce qu'ils migrent là où ils sont nécessaires. Cependant, le contrôle de ces mouvements peut échouer, et des cancers peuvent se former lorsque ces cellules migrent vers des endroits où elles ne sont pas censées se trouver.
En comprenant comment les cellules souches sont programmées pour se déplacer, ce qui les active et comment ils suivent un chemin correct, les chercheurs pourraient être en mesure de concevoir de nouveaux traitements contre le cancer.
« Nous savions déjà que ces cellules souches de vers ont beaucoup en commun avec nos propres cellules souches, mais nous ne savions rien sur la façon dont ils migrent et si ce processus est lié à la façon dont nos cellules migrent, " dit le Dr Prasad Abnave, premier auteur de l'étude, Publié dans Développement .
« Nous voulions établir si les mêmes mécanismes avaient été conservés évolutifs ou non, nous espérions qu'ils le seraient, car cela constituerait un excellent modèle pour étudier tous les aspects de la migration des cellules souches.'
Cependant, avant que l'équipe puisse commencer à travailler avec les vers, ils ont dû surmonter un petit problème. 'Peut-être un peu contre-intuitivement, la simple abondance de cellules souches chez les planaires rend difficile l'étude de la migration, " a déclaré le professeur Aziz Aboobaker.
« Afin de tracer le mouvement des cellules, vous devez créer un champ dans lequel elles peuvent se déplacer afin que vous puissiez être sûr de la direction et de la vitesse à laquelle leur déplacement, mais si les cellules qui vous intéressent sont déjà partout, c'est difficile à faire.'
(panneaux supérieurs) Les deux cellules souches (vert, détecter l'expression des gènes de smedwi-1) et de leurs cellules filles (magenta, détectant l'expression du gène prog-1) ont des formes arrondies simples caractéristiques des cellules souches qui ne savent toujours pas quel type de cellule devenir. Afin de déplacer ces cellules, le brouillard forme des extensions qui atteignent les tissus environnants, puis le reste de la cellule suit, leur permettant de se déplacer. Crédit :Prasad Abnave
Heureusement, l'équipe a pu s'appuyer sur plus de 100 ans de travail antérieur. Dans une expérience particulière qui a utilisé des rayons X pour tuer les cellules souches planaires, il a été constaté que les animaux survivaient au traitement si une partie du ver était maintenue sous un bouclier de plomb, comme « vraisemblablement les cellules souches sous le bouclier de plomb migrent vers le reste de l'animal et tout va bien ». dit Abnave.
Avec l'aide du Dr Mark Hill du département d'oncologie d'Oxford, le groupe a pu concevoir un appareil qui leur a permis d'utiliser des rayons X pour laisser derrière eux une fine bande de cellules souches. Ces cellules pouvaient ensuite être observées alors qu'elles migraient à travers le reste de l'organisme jusqu'à l'endroit où les cellules souches d'origine avaient été tuées.
«Cette collaboration nous a donné une excellente occasion d'appliquer l'expérience acquise dans l'étude des cellules cancéreuses à une étude impliquant des cellules dans un organisme entier. Il fournira un outil utile pour améliorer notre compréhension des cellules souches, et leur rôle potentiel dans le cancer, " dit Marc.
'Ça a l'air simple, mais il a fallu beaucoup de temps pour concevoir un appareil et des techniques avec lesquels nous pourrions étudier plusieurs vers à la fois. C'était essentiel pour pouvoir étudier comment la migration était contrôlée et pour effectuer des expériences de haute qualité qui pouvaient réellement générer des résultats reproductibles, ', a déclaré Aboobaker.
Professeur Gillies McKenna, le directeur de l'institut CRUK/MRC pour la radio-oncologie et la biologie a déclaré :« Ce projet est un exemple de la raison pour laquelle Oxford est un endroit si gratifiant pour faire de la recherche. Des personnes de différents départements et disciplines réunissant leur expertise pour s'attaquer à un problème qu'elles ne pourraient résoudre seules, mais ensemble, apportant un nouvel éclairage à la fois sur la biologie fondamentale et sur le cancer.'
En étudiant comment les vers réagissent aux blessures, l'équipe a découvert que les cellules souches migraient très précisément vers la zone touchée. Cependant, en l'absence de tissu endommagé, les cellules sont restées immobiles et n'ont pas migré.
En utilisant une technique appelée interférence ARN, l'équipe a ensuite pu supprimer la fonction de gènes régulateurs déjà connus pour être importants dans la migration cellulaire (et pour jouer un rôle dans les cancers humains) et a découvert qu'ils étaient tous également nécessaires pour la migration des cellules souches planaires. . Ces gènes comprenaient des protéines connues sous le nom de facteurs de transcription qui sont importantes car elles agissent comme des commutateurs ON/OFF pour des centaines d'autres gènes.
« Ce fut un résultat très satisfaisant car il a confirmé notre soupçon que nos simples vers seront très utiles pour comprendre la migration des cellules souches, now we have proven the system we can look intensely for new mechanisms that control or interact with cell migration and have a real expectation that we find will also be true for our migrating cells" said Abnave. One advantage of our worms is that they are easy to work with and we can make rapid progress.'
Next the team hopes to look for new genes that control stem cell migration using the system they have developed.
