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En médecine régénérative, les scientifiques tentent d'obtenir des cellules capables de produire n'importe quel type cellulaire : neurones, cellules de peau, de cœur, de poumon... De telles cellules souches existent dans l'embryon. Mais, pour traiter quelqu'un en utilisant la médecine régénérative et régénérer des organes, il faut forcer des cellules adultes du patient à « revenir en arrière » pour qu'elles retrouvent les capacités d'une cellule embryonnaire.
Au niveau génétique, l'identité d'une cellule se met en place grâce à des changements épigénétiques : ces modifications ne touchent pas à la séquence des lettres de l'ADNADN, mais elles influencent les parties pouvant être lues. Chaque type cellulaire possède des caractéristiques épigénétiques qui font que certains gènesgènes seront exprimés plutôt que d'autres. Pour que la cellule redevienne pluripotente, il faut qu'elle perde cette identité.
Une modification épigénétique bien connue est la méthylationméthylation des cytosinescytosines, des bases nucléotidiques symbolisées par la lettre C. Dans les cellules souches embryonnairescellules souches embryonnaires dites « naïves », il y a peu de méthylation des cytosines : moins de 30 % des dinucléotides CpG possèdent ce marquage. Mais une fois que les cellules sont différenciées en types cellulaires, le génome est beaucoup plus marqué par des méthylations : 70 à 80 % des dinucléotides CpG sont méthylés dans des lignées cellulaires différenciées.
Les modifications épigénétiques, comme la méthylation des cytosines, ne touchent pas la séquence d’ADN mais influencent l’expression des gènes. © ESB Professional, Shutterstock
Des cellules oublient leur passé avec les vitamines A et C
Des chercheurs internationaux publient dans Pnas un article dans lequel ils montrent comment les vitamines Avitamines A et C peuvent effacer les marques épigénétiques du génomegénome des cellules. Ils se sont intéressés à la méthylation des cytosines de l'ADN : en enlevant ces marques sur les cytosines, c'est-à-dire en effectuant une déméthylation, il pourrait être possible de revenir à un état pluripotent.
Des enzymesenzymes appelées TET, pour ten-eleven translocationtranslocation enzymes, sont capables d'enlever ces méthylations : elles jouent donc un rôle dans l'effacement de la mémoire cellulaire. Ces enzymes ont besoin d'ionsions Fe2+ pour leur activité. Les chercheurs ont trouvé que la vitamine A favorise l'effacement de la mémoire dans des cellules souches embryonnaires en augmentant les quantités d'enzymes TET. La vitamine Cvitamine C agit différemment : elle favorise l'activité des enzymes TET en agissant sur le ferfer cellulaire, permettant une meilleure activité de l'enzyme.
Les vitamines A (rétinol ou acideacide rétinoïque) et C (acide ascorbiqueacide ascorbique) sont des moléculesmolécules chimiquement bien différentes, mais qui agissent en synergiesynergie, par des mécanismes complémentaires, pour diminuer la méthylation de l'ADN. Elles pourraient ainsi permettre aux cellules de redevenir pluripotentes.
Pour Wolf Reik, un des auteurs de cet article, cette recherche apporte de nouvelles connaissances « afin de faire progresser le développement de traitements de cellules pour la médecine régénérative ». Ces travaux peuvent aussi avoir des implications dans le traitement du cancer, car l'enzyme TET2 est un suppresseur de tumeursuppresseur de tumeur. Elle est parfois mutée dans des cancers du sangcancers du sang.
