"Combien de types cellulaires différents y a-t-il dans un corps humain ? Et comment ces différences se développent-elles ? Personne ne le sait vraiment, " déclare le professeur Stein Aerts de la KU Leuven (Université de Louvain) et du VIB, La Belgique. Mais grâce à une nouvelle méthode développée par son équipe, c'est peut-être sur le point de changer.

Même si chacune des cellules de notre corps porte exactement la même séquence d'ADN, il existe une grande variété de types et de fonctions cellulaires. Ces différences proviennent de la façon dont la séquence d'ADN est interprétée :tous les gènes ne sont pas « activés » dans chaque cellule.

Les avancées récentes du séquençage unicellulaire ont déjà permis de mesurer laquelle de nos 20, 000 gènes sont actifs dans une cellule individuelle. Avec plus de 30 000 milliards de cellules dans le corps humain, ces techniques offrent un niveau de détail sans précédent qui révolutionne la recherche en biologie et en médecine. Mais lorsque cette méthode est appliquée à des milliers de cellules de différents tissus, il devient de plus en plus difficile de traiter les énormes quantités de données et de détecter des modèles significatifs.

Le biologiste informatique Stein Aerts (KU Leuven et VIB) et son équipe se sont associés à des mathématiciens, bioingénieurs, et informaticiens pour relever le défi. "Nous avons développé SCENIC, un programme informatique qui identifie différents types de cellules en fonction de leurs modèles d'expression génique, rapidement et avec précision. Cela permet de mieux comprendre comment le devenir des types cellulaires est régulé, et pour l'identification des régulateurs maîtres, qui pourraient également être des cibles potentielles de médicaments. »

"Cette nouvelle méthode ne nous aide pas seulement à en savoir plus sur les différentes cellules de notre corps, ", explique la chercheuse postdoctorale Sara Aibar Santos. "Cela nous dit aussi comment l'activité cellulaire change au cours du temps, ou quand nous tombons malades."

L'équipe a déjà appliqué la méthode au tissu cérébral de souris et d'humains. Ils l'ont également utilisé pour analyser et comparer les cellules cancéreuses de tumeurs cérébrales et cutanées, qui a conduit à l'identification de nouveaux types cellulaires liés aux métastases, la propagation des cellules cancéreuses à d'autres parties du corps.

La méthode pourrait aider à développer l'Atlas des cellules humaines, un effort mondial visant à cartographier tous les différents types et états cellulaires du corps humain. "Cet atlas serait une source d'informations inestimable pour la recherche et la médecine, » poursuit Aibar Santos. « Cela nous permettrait d'étudier systématiquement les changements biologiques associés aux différentes maladies, pour comprendre où les gènes associés aux maladies sont actifs dans notre corps, analyser les mécanismes moléculaires qui régissent la production et l'activité de différents types cellulaires, et de déterminer comment différents types de cellules se combinent et travaillent ensemble pour former des tissus."