La question reste ouverte de savoir comment les cellules donnent un sens à ce chaos au tout début du développement de l’embryon. La protéine NKX1-2 joue un rôle crucial, selon une nouvelle étude publiée dans Stem Cell Reports par Pia Cosma, professeur de recherche ICREA au Centre de régulation génomique (CRG) de Barcelone et professeur Andrea Califano, président du Chan Zuckerberg Biohub New York et professeur à l'Université de Columbia.

NKX1-2 se comporte comme un chef d'orchestre, veillant habilement à ce que les instructions génétiques nécessaires au développement de l'embryon soient exécutées correctement et au bon moment. La protéine aide à gérer la production et l'organisation de la machinerie cellulaire pour fabriquer des protéines (comme les ribosomes) et est également cruciale pour maintenir les chromosomes organisés et correctement distribués lorsque les cellules se divisent.

Lorsque les chercheurs ont inhibé expérimentalement la fonction de NKX1-2 chez la souris, ils ont découvert que le nucléole (une partie du noyau qui assemble les ribosomes) était gravement altéré, perturbant la capacité de l'embryon à produire correctement des ribosomes. Ils ont également découvert que les embryons de 2 à 4 cellules ne pouvaient pas distribuer correctement les chromosomes pendant la division cellulaire et cesseraient de croître à ces tout premiers stades de développement.

"NKX1-2 appartient à une famille de protéines connue pour jouer un rôle crucial dans le développement précoce et la formation des organes. Alors que nous savions que les membres de cette famille étaient importants dans le développement général, le rôle spécifique de NKX1-2, en particulier dans les premiers stades embryonnaires, était "Je ne l'ai pas bien compris", explique Cosma.

"Il est fascinant que de tels déterminants mécanistes de l'embryogenèse puissent être identifiés en assemblant et en interrogeant un réseau de régulation de cellules souches embryonnaires de souris, en utilisant des méthodologies développées à l'origine pour la recherche sur le cancer", ajoute le Dr Califano.

Compte tenu des similitudes dans les premiers processus de développement entre les souris et les humains, les résultats offrent de nouveaux indices sur les causes inexpliquées des problèmes de développement, notamment les fausses couches. Les fausses couches résultent souvent d'anomalies chromosomiques, qui peuvent résulter de problèmes tels que ceux observés dans l'étude :une mauvaise ségrégation des chromosomes et des erreurs de division cellulaire.

Des recherches plus approfondies pourraient explorer s'il existe un homologue humain qui influence ces processus fondamentaux comme c'est le cas chez la souris, et ce qui se passe en cas d'échec.

Malgré l'importance de NKX1-2 dans le développement précoce de l'embryon, les chercheurs soupçonnent que d'autres « conducteurs » restent à découvrir. "NKX1-2 est exprimé à des niveaux très faibles, ce qui le rend extrêmement difficile à détecter. C'est comme essayer de trouver une aiguille dans une botte de foin en utilisant des méthodes traditionnelles en biologie. Répéter nos méthodes pourrait aider à trouver d'autres éléments rares et critiques qui ont été historiquement détectés." négligé", déclare le Dr Cosma.