Coeur: mieux comprendre sa formation

 (Image: Pixabay CC0)

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Emmenés par Cédric Blanpain - Laboratoire des cellules souches et cancer - des chercheurs identifient les mécanismes par lesquels Mesp1 contrôle la spécification et la différenciation des progénitures cardiaques précoces. Ils permettent de reconstruire le réseau de régulation génique qui régit le développement cardiaque. Cette compréhension est importante pour élaborer de nouvelles stratégies thérapeutiques.

Le coeur est le premier organe formé au cours du développement embryonnaire. Il est issu de différentes populations de progéniteurs cardiaques, exprimant Mesp1, et qui représentent les pièces du puzzle à la base de la construction du coeur. Ces progéniteurs cardiaques sont spécifiés au cours des étapes les plus précoces du développement embryonnaire; Mesp1 est un facteur de transcription qui agit en qualité de chef d’orchestre dans leur spécification et leur différentiation cardiaque.

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Cell Biology, les chercheurs dirigés par Pr. Cédric Blanpain, investigateur WELBIO et directeur du Laboratoire des cellules souches et cancer, Faculté de Médecine, Université libre de Bruxelles (ULB), et du Dr. Fabienne Lescroart, de l’unité Inserm Centre de génétique médicale de Marseille à Aix-Marseille Université, ont défini les mécanismes par lesquels Mesp1 était capable de se lier à l’ADN et d’induire la réorganisation de régions clés du génome, pour permettre la régulation de l’expression de gènes important dans la spécification et la différentiation des progéniteurs cardiaques. Cette étude a ainsi permis de reconstruire le réseau de régulation génique qui régit le développement cardiaque.


« Comprendre les caractéristiques moléculaires et les mécanismes associés à la spécification précoce des progéniteurs cardiaques vers les différents types de cellules cardiaques sera important à l’avenir pour élaborer de nouvelles stratégies thérapeutiques. On pourrait ainsi instruire un progéniteur cardiaque à adopter un destin cardiaque ou vasculaire défini qui pourrait être utilisé à des fins de thérapie cellulaire pour les maladies cardiaques » commente le Pr Cédric Blanpain, l’auteur principal de cette étude.


Xionghui Lin, Benjamin Swedlund - Laboratoire des cellules souches et cancer, ULB - et leurs collègues ont ainsi découvert que Mesp1 se lie à différentes régions du génome, à différents moments au cours de la spécification des progéniteurs cardiaques. Mesp1 dirige alors une expression très spécifique des gènes requis lors de la spécification des différentes progéniteurs cardiaques, et met en place une régulation temporelle et spatiale très précise.

Xionghui Lin, Benjamin Swedlund et leurs collègues ont également découvert que Zic2 et Zic3, deux autres facteurs de transcription, agissent comme partenaires de Mesp1 au cours du développement cardiaque. Ils ont montré notamment que Zic2 et Zic3 sont exprimés avec Mesp1 dans des domaines d’expression qui définissent les futures régions cardiaques et qu’ils se lient à des régions régulatrices du génome communes à celles liée par Mesp1. De plus, en l’absence de Zic2 et Zic3, Mesp1 n’a plus la capacité de se lier aux régions régulatrices du génome et d’activer l’expression des gènes requis pour le développement cardiaque, démontrant ainsi le rôle essentiel de cofacteurs que jouent Zic2 et Zic3 sur la spécification et la différentiation des progéniteurs cardiaques les plus précoces.


« Nos résultats pourraient aussi aider à mieux comprendre les cardiomyopathies congénitales puisque à la fois MESP1 et ZIC3 sont associés à certaines formes de maladies cardiaques congénitales. Il apparait ainsi clairement que ces gènes sont impliqués dans des étapes très précoces du développement cardiaque et sont requis pour un développement harmonieux du coeur et qu’un défaut lors de ces étapes critiques peut conduire à des malformations cardiaques congénitales » conclut Fabienne Lescroart, l’autre auteure principale de cette étude.


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