Une nouvelle méthode permet de savoir ce qu'une cellule a fait il y a plusieurs jours
Une nouvelle technologie permet désormais de conserver ces molécules d'ARN dans les cellules pendant plusieurs jours
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Ce qu'une cellule a fait il y a quelques heures ou quelques jours reste généralement inconnu des chercheurs. Ceux-ci ne peuvent mesurer que son état actuel. Cela pose problème lorsqu'ils cherchent à comprendre comment se développent les réactions immunitaires ou pourquoi certaines cellules cancéreuses survivent à un traitement.
Il est particulièrement instructif de savoir quels gènes sont actifs dans une cellule. Cela fournit aux scientifiques des informations essentielles sur le fonctionnement des cellules et de l’organisme. Pour ce faire, ils mesurent les molécules d’ARN, qui sont des transcrits des gènes actifs. Cependant, les chercheurs ne capturent ainsi que l’activité génique au moment de la mesure. De plus, chaque cellule ne peut être analysée qu’une seule fois : elle est détruite lors de la détermination de l’ARN.
Des chercheurs du département des biosystèmes de l’ETH Zurich à Bâle ont désormais mis au point une méthode permettant d’archiver les molécules d’ARN dans les cellules. Pour la première fois, ils peuvent ainsi non seulement étudier l’état actuel d’une cellule, mais aussi reconstituer quels gènes étaient actifs auparavant.
« On ne voit plus que la réaction a eu lieu »
« Ce regard sur le passé est notamment intéressant pour les réactions cellulaires de courte durée – et elles sont nombreuses : les réactions immunitaires et de stress n’en sont que quelques exemples », explique Christopher Reinkemeier, post-doctorant au sein du groupe du professeur Randall Platt de l’ETH. Lors de ces réactions de courte durée, un stimulus externe active certains gènes. Dès que le stimulus disparaît, la cellule désactive à nouveau ces gènes.
Dans le cadre d’une étude, les chercheurs de Bâle ont montré comment des cellules humaines en culture cellulaire réagissent à un médiateur chimique du système immunitaire. « Si l’on effectue la mesure trop tard avec la méthode traditionnelle, on ne constate même plus que la réaction a eu lieu », explique Marcos Manero Carranza, doctorant au sein du groupe de Randall Platt et co-auteur principal de l’étude avec Christopher Reinkemeier.
Comment fonctionne l’archive d’ARN
Pour créer leur archive intracellulaire d’ARN, les chercheurs doivent capturer des molécules d’ARN et les protéger de leur dégradation naturelle. En effet, les molécules d’ARN ne sont normalement pas conçues pour se conserver longtemps.
Pour ce faire, les scientifiques utilisent notamment une protéine présente à l’état naturel dans ce qu’on appelle les granules de stress. Il s’agit d’agrégats d’ARN qui se forment dans les cellules soumises à un stress, par exemple en cas d’infection. Dans de telles situations, la cellule ralentit temporairement certaines fonctions métaboliques et conserve les molécules d’ARN pour plus tard.
Les chercheurs ont optimisé par des moyens biotechnologiques cette protéine des granules de stress ainsi que deux autres protéines. Ils ont ainsi créé un système qui concentre les molécules d’ARN d’une cellule dans une membrane entourant les mitochondries et les protège ainsi des enzymes dégradant l’ARN, présentes naturellement dans les cellules. Les chercheurs introduisent les instructions de fabrication des trois protéines optimisées dans les cellules à l’aide de plasmides. Les cellules assemblent alors elles-mêmes ce système d’archivage en leur sein. Cela permet d’archiver plusieurs milliers de molécules d’ARN par cellule pendant plusieurs jours.
Étudier les mécanismes à l’origine des récidives du cancer
Cette nouvelle méthode pourrait désormais permettre de détecter des événements rares au sein des cellules. Elle pourrait s’avérer particulièrement utile lorsque les chercheurs ne identifient qu’a posteriori les cellules qui présentent un intérêt pour eux. Ils peuvent alors sélectionner ces cellules et, à l’aide des archives d’ARN, déterminer quels gènes y étaient auparavant actifs.
Les chercheurs ont déposé une demande de brevet pour cette nouvelle technologie et souhaitent la perfectionner afin qu’elle puisse également être utilisée à l’avenir chez les animaux et dans la recherche sur le cancer.
Les cellules tumorales qui survivent à une chimiothérapie constituent un domaine d’application potentiel. Ces cellules peuvent en effet contribuer ultérieurement à une récidive. Il est aujourd’hui difficile de déterminer quelles cellules survivront à un traitement et comment elles se sont développées auparavant.
« On ne sait pas d’emblée quelles cellules vont se transformer en cellules persistantes, et ce phénomène est mal compris », explique Reinkemeier. « Si nous parvenons à utiliser notre système dans la recherche sur le cancer, nous pourrons isoler les cellules persistantes et examiner leur histoire. Nous pourrons ainsi étudier comment ces cellules se forment et se développent. Cela pourrait faire considérablement avancer la recherche sur le cancer. »
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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