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Un nouveau type de cellules découvert dans les poumons

Radio-Canada

Un type de cellules observé dans les tissus des voies respiratoires semble jouer un rôle central dans l'apparition de la mucoviscidose, mieux connue sous le nom de fibrose kystique. Explications.

Un texte d'Alain Labelle

Appelées ionocytes pulmonaires, ces cellules semblent être la principale source d'activité du gène CFTR (régulateur de conductance transmembranaire de la fibrose kystique), dont les mutations sont connues pour causer la mucoviscidose.

Des ionocytes pulmonaires.Les ionocytes pulmonaires (orange) s'étendent à travers les autres cellules des voies respiratoires supérieures de la souris. Photo : Université Harvard

Malgré des décennies de recherche sur ce gène et certains progrès réalisés dans le traitement de la maladie, il n'existe toujours pas de remède.

Le saviez-vous?

Pas moins de 4200 Canadiens sont atteints de la mucoviscidose, une maladie multiorganique qui touche plus de 70 000 personnes dans le monde.

Alors que les chercheurs s'efforcent de trouver des façons de soigner la fibrose kystique, il est essentiel de savoir que la solution se trouve dans environ 1 % de la population cellulaire.

Allon Klein, médecin à l’École de médecine de l’Université Harvard

En outre, les chercheurs ont aussi caractérisé d'autres types de cellules rares et mal comprises, ce qui permet d’élargir notre compréhension de la biologie pulmonaire et des maladies associées.

La fibrose kystique est une maladie bien étudiée, mais l’approfondissement de nos nouvelles connaissances en biologie pourrait encore modifier la façon dont nous l'abordons. […] Nous possédons maintenant le cadre d'un nouveau récit cellulaire des maladies pulmonaires.

Jayaraj Rajagopal, médecin à l’École de médecine de l’Université Harvard

C’est en ayant recours à la technologie du séquençage unicellulaire que deux équipes de recherche américaines ont analysé l'expression des gènes dans des dizaines de milliers de cellules individuelles isolées dans les voies respiratoires de l'humain et de la souris.

En comparant les modèles d'expression génique, et en utilisant les cellules décrites précédemment comme références, les chercheurs ont créé des catalogues complets de différents types et états cellulaires, tenant notamment compte de leur abondance et de leur distribution.

Ainsi, ils ont cartographié les types de cellules connues, mais aussi celles qui étaient inconnues de la médecine, comme les ionocytes pulmonaires. Les chercheurs ont été surpris de constater qu'elles exprimaient des niveaux de CFTR plus élevés que ceux des autres types de cellules.

Ces ionocytes pulmonaires semblent jouer un rôle important dans un processus permettant de dégager le mucus des voies respiratoires.

Observé pour la première fois dans les années 1980, le CFTR code une protéine qui transporte les ions chlorure à travers les membranes cellulaires.

Des mutations de ce gène peuvent entraîner l'accumulation d’un épais mucus sur les parois des poumons, du pancréas ainsi que dans d'autres organes, et causer des infections respiratoires fréquentes et d’autres symptômes caractéristiques de la fibrose kystique.

Depuis longtemps, les chercheurs pensaient que le gène CFTR s’exprimait à de faibles taux dans les cellules ciliées présentes dans les voies respiratoires.

Or, les présents travaux montrent plutôt que l'expression du CFTR se produit en grande partie dans les ionocytes pulmonaires, qui ne représentent qu'environ 1 % des cellules des voies respiratoires.

En outre, les chercheurs ont montré que l'activité du gène, et pas seulement son expression, est liée au nombre d'ionocytes pulmonaires dans les tissus.

Grâce à la technologie et aux efforts déployés pour cartographier les types de cellules dans différents tissus, nous faisons de nouvelles découvertes, comme des cellules dont nous ignorions l'existence, des sous-types de cellules qui sont rares ou qui n'ont pas été remarqués auparavant, même dans des systèmes qui ont été étudiés pendant des décennies.

Aviv Regev, Université Harvard

Vers un nouvel angle d’attaque

« Les présentes découvertes pointent vers de nouvelles stratégies pour traiter la fibrose kystique, comme l'augmentation de la quantité d'ionocytes pulmonaires pour favoriser l'activité du CFTR », explique Aron Jaffe, de l’Université Harvard.

De plus, la découverte de ces cellules peut également aider à guider les équipes qui tentent d'utiliser la thérapie génique pour corriger les mutations du CFTR.

Le détail de ces travaux est décrit dans deux études qui sont publiées dans le magazine Nature (en anglais).

Médecine

Science