Une récente étude dirigée par le Dr Wan-Ju Li de l’Université du Wisconsin-Madison a révélé qu’un gène appelé GATA 6 (GATA binding protein 6) est responsable de la régulation du vieillissement de certaines cellules humaines appelées cellules souches mésenchymateuses humaines (MSC).
Pour information, les MSC sont des cellules souches impliquées, entre autres fonctions, dans la formation et la réparation de nos tissus osseux.
D’après ces chercheurs, il est donc possible de rajeunir ces MSC via la reprogrammation cellulaire, avec comme effet l’inversion de leur vieillissement par diminution de leurs activités et de leurs fonctions.
En outre, la recherche approfondie menée par le Dr Li et son équipe a permis de déterminer les mécanismes moléculaires impliqués dans l’amélioration des caractéristiques cellulaires du vieillissement des MSC reprogrammées.
Le gène GATA 6 est responsable du vieillissement des cellules souches MSC
Dr Li et ses collègues ont donc reprogrammé des MSC dérivés du liquide synovial humain (SF-MSC) en cellules-souches pluripotentes induites (iPSC), pour ensuite les rétablir en tant que MSC rajeunies. Les cellules ont été ensuite analysées afin de déterminer si cette reprogrammation a changé l’expression globale des gènes.
L’équipe a alors noté une répression de l’expression de la protéine GATA 6, un gène impliqué dans le développement intestinal, pulmonaire et cardiaque, dans les MSC reprogrammées par rapport aux MSC témoins.
En réponse à cette répression, l’activité de la protéine essentielle au développement embryonnaire appelée « sonic hedgehog » (SHH), ainsi que celle d’une autre protéine nécessaire au bon développement du cerveau, du cœur et des poumons appelée FOXP 1 ont augmenté.
Des résultats promouvant un nouvel aspect de la médecine régénérative
Après une analyse de l’expression de la protéine GATA 6 dans les iPSC en réponse à la suppression de chaque facteur de transcription Yamanaka, c’est-à-dire des gènes de reprogrammation utilisés pour dériver les iPSC, les chercheurs ont découvert que seuls deux gènes ont été impliqués dans la régulation de l’activité de GATA 6, dont OCT 4 et KLF 4.
Cette recherche a démontré qu’à la suite de la reprogrammation cellulaire, les SF-MSC sont témoins de changements substantiels de leurs propriétés et de leurs fonctions. Une inversion et une amélioration du processus de vieillissement se manifestant par la réduction des activités liées au vieillissement dans les MSC reprogrammées.
En somme, les activités liées au vieillissement cellulaire, pour le cas des MSC étudiés, sont sous contrôle d’un mécanisme sous-jacent qui est la voie de signalisation GATA6/SHH/FOXP1 (le gène régulant le vieillissement des MSC – la protéine essentielle au développement embryonnaire – la protéine nécessaire au développement du cœur, du cerveau et des poumons).
Les résultats de cette étude qui ouvre la voie à de nouvelles pistes pour la médecine régénérative et le vieillissement cellulaire ont été publiés dans la revue Stem Cells.