Les chercheurs en génie biomédical ont développé un nouvel outil de classification cellulaire qui examine à plus haute résolution le cycle de vie des cellules souches neuroépithéliales, ce qui a conduit à la découverte et à l'exploration d'une nouvelle phase de repos appelée Neural G0. Ces connaissances pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre les tumeurs cérébrales du gliome et à développer de nouvelles méthodes de traitement.

Christopher Plaisier, professeur adjoint de génie biomédical à l'Ira A. Fulton Schools of Engineering de l'Arizona State University, et Samantha O'Connor, doctorante en génie biomédical au Plaisier Lab, mènent des recherches sur une nouvelle étape de la cellule souche cycle de vie qui pourrait être la clé pour débloquer de nouvelles méthodes de traitement du cancer du cerveau. Leurs travaux ont récemment été publiés dans la revue de recherche Biologie des systèmes moléculaires.

"Le cycle cellulaire est une chose si bien étudiée et pourtant nous l'examinons à nouveau pour la énième fois et une nouvelle phase nous apparaît", déclare Plaisier. "La biologie a toujours de nouvelles idées à nous montrer, il suffit de regarder."

L'étincelle de cette découverte est venue d'une collaboration avec Patrick Paddison, professeur agrégé au Fred Hutchinson Cancer Research Center à Seattle, et le Dr Anoop Patel, professeur adjoint de chirurgie neurologique à l'Université de Washington qui est également impliqué dans le Fred Centre de recherche sur le cancer Hutchinson.

L'équipe de Paddison a fait appel à Plaisier pour l'aider à analyser ses données sur les cellules souches cérébrales caractérisées par un processus appelé séquençage d'ARN unicellulaire.

"Ces données se sont avérées assez étonnantes", déclare Plaisier. "Il s'est tracé dans ce magnifique motif circulaire que nous avons identifié comme toutes les différentes phases du cycle cellulaire."

O'Connor a développé un nouvel outil de classification du cycle cellulaire - appelé ccAF, ou cycle cellulaire ASU/Fred Hutchinson pour représenter la collaboration entre les deux institutions - qui examine de plus près, en "haute résolution", ce qui se passe dans les cycles de croissance de la tige cellules et identifie les gènes qui peuvent être utilisés pour suivre les progrès tout au long du cycle cellulaire.

"Notre classificateur approfondit le cycle cellulaire car il pourrait y avoir des éléments que nous capturons qui ont des implications importantes pour la maladie", explique O'Connor.

Lorsque Plaisier et O'Connor ont utilisé l'outil ccAF pour analyser les données cellulaires des tumeurs du gliome, ils ont découvert que les cellules tumorales étaient souvent à l'état de croissance Neural G0 ou G1. Et à mesure que les tumeurs deviennent plus agressives, de moins en moins de cellules restent dans l'état Neural G0 au repos. Cela signifie que de plus en plus de cellules prolifèrent et développent la tumeur.

Ils ont corrélé ces données avec le pronostic des patients atteints de glioblastome, un type de tumeur cérébrale particulièrement agressif. Ceux qui avaient des niveaux de Neural G0 plus élevés dans les cellules tumorales avaient des tumeurs moins agressives.

Ils ont également découvert que l'état de repos Neural G0 est indépendant du taux de prolifération d'une tumeur ou de la vitesse à laquelle ses cellules se divisent et créent de nouvelles cellules.

"C'était une découverte intéressante de nos résultats, que la quiescence elle-même pourrait être un processus biologique différent", déclare Plaisier. « C'est aussi un point potentiel où nous pourrions rechercher de nouveaux traitements médicamenteux. Si nous pouvions pousser plus de cellules dans cet état de repos, les tumeurs deviendraient moins agressives.

Les traitements anticancéreux actuels se concentrent sur la destruction des cellules cancéreuses. Cependant, lorsque les cellules cancéreuses sont tuées, elles libèrent des débris cellulaires dans la zone environnante de la tumeur, ce qui peut rendre les cellules restantes plus résistantes aux médicaments.

"Ainsi, au lieu de tuer les cellules, si nous les endormons, cela pourrait potentiellement être une bien meilleure situation", déclare Plaisier.

Avec leur outil ccAF, ils ont également pu trouver de nouveaux états au début et à la fin du cycle cellulaire qui existent entre les états communément connus. Ce sont parmi les sujets de leur prochaine phase de recherche.

"Nous commençons à réfléchir à des moyens d'approfondir ceux-ci et d'en apprendre davantage sur la biologie de l'entrée et de la sortie du cycle cellulaire, car ce sont des points potentiellement très importants où les cellules passeront soit à l'état G1, soit à l'état G0", a déclaré Plaisier. dit.

Déterminer ce qui déclenche une cellule pour entrer dans le cycle de division ou rester dans un état de repos G0 pourrait aider à comprendre les processus à l'origine de la croissance tumorale.

"La principale caractéristique de tout cancer est que les cellules prolifèrent", explique Plaisier. "Si nous pouvions entrer là-dedans et comprendre quels sont les mécanismes, cela pourrait être un endroit pour les ralentir."

Plaisier et O'Connor rendent l'outil de classification ccAF open source et disponible dans une variété de formats pour quiconque étudie les données de séquençage d'ARN unicellulaire afin de faciliter le processus d'étude des cycles cellulaires.

Matériaux fourni par Université de l'État d'Arizona.