Une étude sur les anémones de mer identifie des cellules souches potentiellement régénératrices liées à des gènes conservés

L’anémone de mer Nematostella vectensis est potentiellement immortelle. Grâce à des méthodes de génétique moléculaire, des biologistes du développement dirigés par Ulrich Technau de l’Université de Vienne ont identifié pour la première fois des candidats potentiels aux cellules souches multipotentes de l’anémone de mer.

Ces cellules souches sont régulées par des gènes évolutifs hautement conservés, qui chez l’homme ne sont généralement actifs que dans la formation des ovules et des spermatozoïdes, mais confèrent aux phylums animaux anciens tels que les cnidaires un degré élevé de capacité de régénération leur permettant même d’échapper au vieillissement. Les résultats sont publiés dans Progrès scientifiques et pourrait également fournir des informations sur le processus de vieillissement humain à l’avenir.

« Nous vivons aussi longtemps que nos cellules souches » est une affirmation quelque peu audacieuse mais essentiellement exacte. Les cellules souches contribuent au renouvellement constant de diverses cellules et tissus chez l’homme, par exemple les cellules sanguines, la peau ou les cheveux. Si les cellules souches perdent cette capacité ou si leur nombre diminue au cours de la vie, le corps vieillit ou développe des maladies. Les cellules souches présentent donc un grand intérêt pour la recherche biomédicale.

Alors que les humains et la plupart des vertébrés ne peuvent régénérer que des parties de certains organes ou membres, d’autres groupes d’animaux disposent de mécanismes de régénération bien plus puissants. Cette capacité est rendue possible par les cellules souches pluripotentes ou multipotentes, qui peuvent former (différencier) presque tous les types de cellules du corps.

L’anémone de mer Nematostella vectensis est également très régénératrice : elle peut se reproduire de manière asexuée par bourgeonnement et ne montre aucun signe de vieillissement, ce qui en fait un sujet intéressant pour la recherche sur les cellules souches. Cependant, les chercheurs n’ont pas encore pu identifier de cellules souches chez cet animal.

Grâce à la nouvelle méthode « Single Cell Genomics », Technau et son équipe ont pu identifier les cellules d’un organisme complexe en fonction de leurs profils de transcriptome spécifiques et déterminer à partir de quelles cellules souches elles se sont développées.

« En combinant des analyses d’expression génique sur cellule unique et la transgénèse, nous avons pu identifier une grande population de cellules dans l’anémone de mer qui forment des cellules différenciées telles que des cellules nerveuses et des cellules glandulaires et qui sont donc candidates pour devenir des cellules souches multipotentes », explique le premier auteur Andreas Denner de l’Université de Vienne. Elles étaient jusqu’à présent restées inconnues en raison de leur petite taille.

Ces cellules souches potentielles expriment les gènes nanos et piwi, hautement conservés au cours de l’évolution, qui permettent le développement des cellules germinales (spermatozoïdes et ovules) chez tous les animaux, y compris les humains. En mutant spécifiquement le gène nanos2 à l’aide des ciseaux génétiques CRISPR, les scientifiques ont également pu prouver que ce gène est nécessaire à la formation des cellules germinales chez les anémones de mer. Il a également été démontré chez d’autres animaux que ce gène est essentiel à la production de gamètes.

Cela prouve que cette fonction génétique est apparue il y a environ 600 millions d’années et qu’elle a été préservée jusqu’à nos jours. Ulrich Technau et son équipe souhaitent désormais étudier quelles propriétés particulières des cellules souches de l’anémone de mer sont responsables de son immortalité potentielle.