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Nous ne connaissons peut-être pas la moitié de ce qu’il y a dans nos cellules

Crédits : ar13040/Pixabay

Une équipe de chercheurs a développé un nouvel outil permettant de sonder la composition de nos cellules avec beaucoup plus de précision. À terme, cette étude pilote pourrait aider à mieux comprendre la base moléculaire de nombreuses maladies.

Mieux appréhender nos cellules

Beaucoup de maladies humaines sont le fruit de dysfonctionnements opérés dans nos cellules. Une tumeur est par exemple capable de se développer parce qu’un gène n’a pas été traduit avec précision en une protéine particulière. Pour tenter de mieux combattre ces dysfonctionnements, les scientifiques doivent donc appréhender tous les composants de nos cellules. Or, ce n’est pas le cas aujourd’hui.

« Si vous imaginez une cellule, vous imaginez probablement le diagramme coloré de votre manuel de biologie cellulaire, avec les mitochondries, le réticulum endoplasmique et le noyau. Mais est-ce toute l’histoire ? Certainement pas« , détaille en effet le Dr Trey Ideker, de l’École de médecine de San Diego.

Les scientifiques ont conscience depuis longtemps que nos cellules sont bien plus complexes que nous le pensons sur le plan structurel, mais jusqu’à présent, beaucoup de ces informations nous étaient inaccessibles. En ce sens, des progrès sont en train d’être réalisés.

En combinant la microscopie, les techniques de biochimie et l’intelligence artificielle, des chercheurs de la faculté de médecine de l’Université de Californie ont en effet récemment fait un grand pas en avant dans la compréhension des cellules humaines. La technique, connue sous le nom de Multi-Scale Integrated Cell (MuSIC), vient de faire l’objet d’une étude publiée dans Nature.

Un nouveau monde cellulaire

Certains microscopes permettent aux scientifiques de voir jusqu’au niveau d’un seul micron, révélant alors certains organites comme les mitochondries. D’un autre côté, les techniques de biochimie permettent aux scientifiques de descendre à l’échelle nanométrique. Ici, un programme d’intelligence artificielle a permis de combler l’écart entre l’échelle du nanomètre et l’échelle du micron.

Dans le cadre de ces travaux, MuSIC a révélé environ soixante-dix composants contenus dans une lignée cellulaire rénale humaine, dont la moitié était inconnue. Il s’agissait principalement de protéines qui se lient à l’ARN. Ces complexes protéiques, qui nous étaient invisibles auparavant, seraient impliqués dans l’épissage qui permet la traduction des gènes en protéines et aide à déterminer quels gènes sont activés à quel moment.

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À gauche : le diagramme d’une cellule retrouvée classiquement dans les manuels. À droite : une nouvelle carte cellulaire générée par la technique MuSIC. Les nœuds dorés représentent les composants cellulaires connus, les nœuds violets représentent les nouveaux composants. La taille du nœud reflète le nombre de protéines distinctes dans ce composant. Crédits : UC San Diego Health Sciences

Notez que système ne cartographie pas encore le contenu des cellules à des emplacements spécifiques, comme c’est le cas classiquement, en partie parce que leurs emplacements ne sont pas nécessairement fixes, évoluant en fonction du type de cellule et de la situation.

Enfin, rappelons que cette étude ne se concentre que sur un seul type de cellule. Désormais, les chercheurs prévoient de s’appuyer sur cet outil pour analyser différents types de cellules de différentes espèces. À terme, nous pourrions alors mieux appréhender la base moléculaire de nombreuses maladies en comparant ce qui est différent entre cellules saines et malades.