Quand l’environnement guide le destin de cellules souches

Le thymus joue un rôle majeur dans la construction des défenses immunitaires, à partir de ses cellules épithéliales. Ces dernières sont organisées en un réseau tridimensionnel complexe, sensiblement différent des épithéliums classiques, comme celui de la peau. L’équipe helvéto-britannique a d’abord mis en culture des cellules thymiques épithéliales de rat. Puis elle a transplanté ces cellules chez un rat dans de la peau en développement.

Les cellules thymiques se sont alors transformées de manière irréversible en cellules cutanées, sans qu’il ait été nécessaire d’introduire des gènes contrôlant le destin cellulaire. Cette dernière technique, développée par le Japonais Shinya Yamanaka, est employée pour produire des cellules souches en reprogrammant des cellules adultes (cellules à pluripotence induite dites "iPS"). Mais elle a l’inconvénient de risquer d’induire des tumeurs – un risque qu’il faudra aussi évaluer dans la méthode de l’équipe helvéto-britannique.

Dans l’étude de cette dernière, la transformation des cellules thymiques en cellules de peau résulte de la seule action de l’environnement dans lequel elles ont été placées. Cette transplantation a provoqué d’importants changements dans l’expression des gènes des cellules thymiques.

APTITUDE ÉVOLUTIVE

Les cellules cutanées ainsi obtenues ont de nouveau été mise en culture puis transplantées chez un rat où elles ont effectivement produit une peau normale, avec des cellules épidermiques, des follicules pileux et des glandes sébacées. Il est à noter que la capacité des cellules thymiques épithéliales à se transformer en cellules cutanées est présente chez des cellules aussi bien embryonnaires que chez celles que Yann Barrandon et ses collègues ont prélevées après la naissance des rats.

Selon les auteurs, cette aptitude évolutive pourrait découler d’un programme de stratification gouvernant l’organisation des cellules. La détermination de l’orientation vers un type cutané "est indépendante de l’origine de la lignée germinale primitive". De plus, les cellules épithéliales du thymus pourraient améliorer leur capacité à devenir des cellules souches de peau multipotente "après reprogrammation micro-environnementale".

L’une des questions soulevées par ce travail est de savoir si les cellules épithéliales du thymus pourraient être orientées différemment dans un environnement autre que celui de cellules de peau.