Au cours du développement et des processus associés, la mort programmée de certaines cellules joue un rôle essentiel pour façonner les organes et permettre une bonne croissance. Cette mort cellulaire est dans certains cas un effet de l’autophagie, un processus cellulaire clé responsable de la dégradation et du recyclage des composants cellulaires endommagés ou indésirables et qui, poussé à l’extrême, peut finir par éliminer la cellule elle-même.

Dirigée par le Dr Jordi Casanova et le Dr Panagiotis Giannios, une équipe de chercheurs de l’IRB Barcelona et de l’IBMB (CSIC) a révélé la relation entre l’autophagie et la polyploïdie, cette dernière un phénomène dans lequel les cellules contiennent plusieurs copies de matériel génétique. À cet égard, ils ont découvert un scénario où le niveau d’autophagie est beaucoup plus élevé dans les cellules avec plusieurs copies d’ADN et qu’il peut même déclencher cette mort cellulaire programmée.

Publié dans la revue Autophagiecette découverte éclaire les processus biologiques qui façonnent les organismes au cours des premiers stades de la vie et ouvre la voie à une meilleure compréhension des maladies du développement et aussi du cancer.

« La polyploïdie est un phénomène courant chez de nombreuses espèces, y compris les humains, et comprendre ses implications pour le développement embryonnaire pourrait avoir un impact significatif sur la médecine », explique le Dr Casanova, responsable du laboratoire Développement et morphogénèse chez la drosophile à l’IRB Barcelone.

Cellules progénitrices et polyploïdie

Les cellules progénitrices peuvent donner naissance à différents types de cellules. Dans le cas du Drosophile melanogasteChez la mouche, modèle animal utilisé dans cette étude, les cellules progénitrices sont des cellules larvaires qui conservent la capacité de donner naissance à l’organisme adulte. Ces cellules ne présentent pas de polyploïdie (elles possèdent un seul exemplaire de l’ensemble des chromosomes) ce qui leur permet de survivre à la métamorphose et de faire partie de l’adulte.

« Dans le cas du cancer, il est courant que les cellules aient plusieurs copies d’ADN (polyploïdie), et cette propriété pourrait conférer une résistance accrue, par exemple, aux traitements de chimiothérapie. C’est pourquoi il est important de comprendre ce processus », ajoute le Dr Giannios, chercheur postdoctoral dans le même laboratoire.

Polyploïdie dans la trachée de la mouche du vinaigre

Pour étudier ce processus, les chercheurs ont travaillé avec la trachée du D. melanogaster fly comme modèle, qui présente une variété de cellules du même type, certaines avec polyploïdie et d’autres sans.

« Travailler avec la trachée du Drosophile fly nous a permis de comparer des cellules d’un même type, certaines présentant une polyploïdie et d’autres non, et de voir comment la polyploïdie est corrélée à la mort cellulaire lors de la métamorphose », explique le Dr Beatriz Pino-Jiménez, première auteure des travaux, qui a mené ce projet dans le cadre de ses études doctorales.

L’équipe de recherche travaille maintenant à déterminer si les cellules polyploïdes répondent mieux aux situations de stress et, si oui, quels sont les mécanismes qui sous-tendent cette réponse.

Ce travail a été financé par le ministère espagnol des Sciences et de l’Innovation et le gouvernement de la Catalogne.