Les yeux deviennent de la peau: l'inflammation modifie les cellules
Des cellules-souches dans la cornée d' une souris deviennent de la peau © F. Radtke (EPFL)
Des scientifiques de l'EPFL ont découvert que l'inflammation chronique pouvait amener les cellules qui se régénèrent à se développer en des types de cellules nouveaux et aberrants; cela s'appelle la métaplasie, une pathologie liée à une inflammation prolongée. L'étude met en évidence une approche nouvelle de l'inflammation chronique, et pourrait conduire à de meilleurs traitements.
L'inflammation chronique sollicite le système immunitaire sur une période prolongée, ce qui a pour effet de favoriser de nombreux troubles liés à l'inflammation chronique, y compris le cancer et une cicatrisation anormale des plaies. Les scientifiques de l'EPFL viennent de découvrir un nouvel effet: l'inflammation chronique peut entraîner un changement de type cellulaire – dans le cas présent, des cellules de l'œil se transforment en peau. L'étude est publiée dans Nature Cell Biology.
Beaucoup de tissus contiennent une réserve de cellules-souches qui les aident à guérir et à s'auto-renouveler après une blessure ou une inflammation. Soucieux de comprendre ce qui se passe dans des conditions d'inflammation chronique, une équipe de chercheurs conduite par Freddy Radtke à l'Institut suisse de recherche expérimentale sur le cancer (ISREC) à l'EPFL, ont étudié des cellules-souches dans la cornée de souris. Pour ce faire, ils ont recouru à une méthode qui simule l'inflammation chronique, puis analysé les données avec des techniques qui mettent en évidence les cellules spécifiques avec des taches fluorescentes.
Les scientifiques ont découvert que dans la cornée, l'environnement des cellules-souches avait changé – en particulier, il était devenu plus rigide. La raison en est à la fois la présence de cellules immunitaires, mais aussi l'augmentation d'une substance qui aide les cellules à coller ensemble pour former des structures et des organes.
Les cellules oculaires deviennent des cellules de la peau
Les cellules-souches de la cornée, comme beaucoup d'autres cellules, possèdent des capteurs qui mesurent la rigidité des tissus environnants, et permettent aux cellules de s'adapter en conséquence. En résumé, si la rigidité change, la cellule réagit. Les chercheurs ont découvert que dans la cornée, l'environnement des cellules devenait si rigide que les cellules-souches ont commencé à initier des programmes de différenciation erronés – ces programmes étant le «paquet» logiciel qui dit aux cellules-souches en quelle cellule elles doivent se transformer.
Résultat de cette mauvaise programmation: les cellules-souches ont proliféré et créé de la peau plutôt que de la cornée, ce qui a rendu les souris aveugles. Chez les humains, ce type de changement anormal dans la nature des tissus est appelé métaplasie, et il est associé à l'inflammation chronique. «Notre étude démontre un important mécanisme par lequel l'inflammation chronique induit un comportement anormal des cellules-souches», dit Freddy Radtke. «Cela vaut pour plusieurs maladies associées à l'inflammation chronique, y compris le cancer, et pourrait offrir de nouvelles pistes thérapeutiques.»
Cette étude a bénéficié de la collaboration de l'Institut suisse de recherche expérimentales sur le cancer (ISREC) de l'EPFL avec l'Institute of Bioengineering de l'EPFL, le Département de médecine moléculaire de l'Université de Padoue, et du Cancer Cell Biology Program du National Cancer Research Centre (CNIO). Elle a été financée par OptiStem, le Fonds National Suisse, la Ligue suisse contre le cancer, la Fondation Marie Curie, EuroSystems et le Conseil européen de la recherche.
Reference
Nowell SC, Odermatt PD, Azzolin L, Hohnel S, Wagner EF, Fantner GE, Lutolf MP, Barrandon Y, Piccolo S, Radtke F. Chronic inflammation imposes aberrant cell fate in regenerating epithelia through mechanotransduction.Nature Cell Biology 21 December 2015. DOI: 10.1038/ncb3290