Une étude montre comment les gènes déterminent le développement différent des reins chez la souris et chez l’homme

Dans quelle mesure le développement des reins chez l’homme et chez les souris de laboratoire qui constituent la base de la recherche médicale fondamentale est-il similaire ? Dans une étude publiée dans Cellule en développementLes scientifiques de l’USC Stem Cell étudient cette question en comparant l’activité et la régulation des gènes qui pilotent le développement des reins chez les souris de laboratoire et les humains.

« Bien que nous ayons beaucoup en commun avec les souris de laboratoire, nos chemins évolutifs ont divergé il y a environ 80 millions d’années », ont déclaré l’auteur correspondant Andy McMahon, directeur du Eli and Edythe Broad Center for Regenerative Medicine and Stem Cell Research à l’USC, et WM Keck Provost et professeur d’université de biologie des cellules souches et de médecine régénérative et de sciences biologiques.

« Au niveau anatomique, il existe des différences évidentes entre les reins de souris et ceux des humains en termes de taille globale des organes, de nombre d’unités filtrantes et de configuration des canaux et des lobes. Nous voulions approfondir notre compréhension de ces différences fondamentales au niveau des gènes sous-jacents et des régulateurs génétiques qui orchestrent le développement du rein. »

Pour y parvenir, le premier auteur Sunghyun Kim du laboratoire McMahon a travaillé avec ses collègues pour créer des atlas comparant l’activité et la régulation des gènes dans différents types de cellules dans les reins en développement de souris et d’humains. Les scientifiques ont ensuite pu identifier les similitudes et les différences entre les deux espèces et identifier les programmes de régulation génétique et génétique spécifiques au type de cellule et à l’espèce qui sont pertinents pour le développement et la maladie des reins.

De nombreux gènes, comme celui qui code la molécule PCDH15, qui permet aux cellules d’adhérer les unes aux autres, ont montré des schémas d’activité spécifiques à l’homme. Ces gènes tendent à être associés à l’interaction et à la migration cellulaires et pourraient être nécessaires à la construction d’un rein complexe de taille humaine pendant la période relativement longue du développement embryonnaire.

D’autres gènes, dont NTNG1, un gène normalement associé au développement des cellules nerveuses, peuvent être utilisés spécifiquement dans le rein humain pour guider les processus de développement humain.

De nombreux régulateurs génétiques sont également spécifiques à l’homme. Certains d’entre eux ont été associés à une maladie rénale chronique ou à des anomalies congénitales des reins et des voies urinaires.

« En identifiant les régions régulatrices des gènes spécifiques à l’homme, nous avons pu les relier à des régions précédemment associées à une maladie rénale, ce qui montre le potentiel de nos recherches pour fournir des informations cliniques », a déclaré Kim, un récent diplômé de doctorat de l’USC qui poursuit actuellement des études postdoctorales au Massachusetts General Hospital de Boston.