Les scientifiques du Wellcome—MRC Cambridge Stem Cell Institute ont utilisé une technologie de pointe pour profiler plus de 20, 000 cellules individuelles pour produire la première « carte cellulaire » décrivant tous les principaux types de cellules présents au stade précoce du développement de l'embryon de mammifère. Les chercheurs ont utilisé la carte pour identifier une nouvelle voie importante impliquée dans le développement des cellules sanguines et ont déclaré que la carte pourrait ouvrir de nouvelles voies pour le développement de médicaments et de médicaments.
La nouvelle recherche, publié dans la revue Nature Biologie Cellulaire , a utilisé une technologie monocellulaire pionnière pour étudier l'activité génétique de plus de 20, 000 cellules individuelles présentes dans l'embryon de souris à un stade précoce de développement lors de la formation d'organes majeurs tels que le cœur et le cerveau.
Les modèles d'activité génétique dans l'embryon en développement ont été capturés dans la nouvelle « carte cellulaire » qui aidera les scientifiques à comprendre comment les cellules se développent et acquièrent toutes les diverses fonctions spécialisées nécessaires au fonctionnement du corps.
L'équipe a démontré l'utilité de sa plateforme en identifiant une nouvelle voie impliquée dans le développement précoce des cellules sanguines. Les cellules sanguines mûrissent dans l'embryon avec d'autres tissus tels que le cœur, muscles, veines et artères, cependant, il existe encore d'importantes lacunes dans les connaissances dans ces domaines.
Professeur Bertie Göttgens, du Wellcome—MRC Cambridge Stem Cell Institute et du Cambridge Institute for Medical Research de l'Université de Cambridge, a déclaré:"En recherchant des marqueurs de cellules sanguines connus sur notre" carte cellulaire ", nous avons pu identifier la voie de biosynthèse des leucotriènes en tant que nouveau régulateur du développement sanguin précoce."
« La disponibilité de cellules de donneurs de sang appropriées est un facteur limitant pour de nombreux patients nécessitant une greffe de moelle osseuse ou des transfusions sanguines spécialisées. L'identification de nouvelles voies conduisant au développement normal des cellules sanguines a le potentiel d'améliorer notre capacité à générer des cellules sanguines pour ces patients dans le laboratoire."
Les données de la carte cellulaire offrent également de nouvelles opportunités de développement de médicaments. "Si nous savons quels gènes sont actifs à des stades de développement clés, nous pouvons développer des médicaments pour cibler les voies importantes et modifier la fonction cellulaire dans des maladies telles que les malformations cardiaques congénitales, l'une des maladies les plus courantes nécessitant une intervention chirurgicale chez les nouveau-nés, " a déclaré l'auteur de l'étude, le Dr John Marioni, du Cancer Research UK Cambridge Institute, l'EMBL—European Bioinformatics Institute et le Wellcome Trust Sanger Institute.
"Nous mettons cette carte monocellulaire complète à la disposition de tous les chercheurs et espérons qu'elle pourra être utilisée pour révéler des voies auparavant non reconnues contribuant au développement des mammifères, que ce soit le poumon, cerveau, foie ou tout autre tissu corporel.
Dr Mariana Delfino-Machin, Gestionnaire de programme du CRM pour le cancer, a déclaré :« Un défi majeur en biologie cellulaire consiste à rassembler les étapes précises nécessaires pour donner à une cellule son identité. Jusqu'à présent, les méthodes expérimentales n'ont pas la précision nécessaire pour percevoir les différences entre les cellules qui expliquent comment elles développent des identités différentes, et comment ces différences peuvent provoquer des maladies. La caractérisation de 20, 000 cellules individuelles dans un embryon de souris au stade post-implantation est une réalisation impressionnante, qui fournit un aperçu complet des processus pour guider les cellules vers leurs identités individuelles à ce stade. »
Dr Andrew Chisholm, Responsable des sciences cellulaires et du développement chez Wellcome, a déclaré : « Il s'agit d'une caractérisation complète et approfondie des types de cellules présents dans l'embryon de souris à ce stade critique de développement, créer une riche ressource pour la communauté. L'étude illustre la puissance des techniques monocellulaires pour comprendre le développement d'organes tels que le cœur et le cerveau. Cela pourrait également aider les chercheurs à améliorer les méthodes de création de des cellules spécialisées à partir de cellules souches."
