Une équipe de chercheurs dirigée par Christian Schröter à l’Institut Max Planck de physiologie moléculaire à Dortmund a découvert comment l’interaction entre deux molécules de signalisation, FGF et BMP, influence le choix professionnel des cellules souches pendant le développement embryonnaire. Les résultats, publiés dans la revue Biology Open, éclairent la différenciation cellulaire et ont des implications pour la culture tissulaire ciblée dans les thérapies de remplacement cellulaire.

Pendant le développement embryonnaire, les cellules souches prennent des décisions cruciales peu de temps après la fertilisation. À ce stade, la gastrulation commence, conduisant à la formation de couches germinales : l’ectoderme, le mésoderme et l’endoderme, qui finissent par donner naissance aux organes internes. Le destin des cellules souches dans l’embryon précoce est déterminé par une combinaison de molécules de signalisation, y compris BMP, FGF, Wnt et Nodal, qui sont produites par les tissus environnants. La composition spécifique de cette combinaison détermine le type de cellule qui se formera.

Jusqu’à présent, le rôle de FGF, une molécule importante dans la migration et la croissance des cellules souches, était inconnu. Grâce à leurs recherches, Schröter et son équipe ont découvert que FGF agit comme un antagoniste de BMP. Lorsque les niveaux de FGF sont bas, BMP a un effet plus fort, ce qui entraîne le développement de cellules cardiaques et de mésoderme extra-embryonnaire. En revanche, des niveaux plus élevés de FGF suppriment l’effet de BMP, entraînant la croissance de cellules dans l’axe postérieur du corps.

Curieusement, les chercheurs ont découvert que les cellules souches peuvent influencer leur propre destin. Même lorsqu’il a été demandé aux cellules souches de former des cellules cardiaques grâce à une exposition continue au FGF, différents types de cellules se sont quand même développés. Cela suggère que les cellules souches ont un effet collectif, communiquant avec les cellules voisines pour guider leur différenciation.

Les résultats de cette étude font avancer notre compréhension de la différenciation cellulaire et des acteurs clés impliqués. À l’avenir, ces connaissances pourraient être exploitées pour générer des types de cellules spécifiques à partir de cellules souches pour l’ingénierie tissulaire ciblée et le remplacement cellulaire, comme dans le cas de la régénération du tissu cardiaque. Cependant, la culture sélective de types de cellules spécifiques n’est pas encore possible actuellement.

Source :
– « Les scientifiques montrent comment les molécules de signalisation BMP et FGF guident la différenciation cellulaire pendant le développement embryonnaire », Max Planck Society.