Le lait des dents: un changement de profession pour les cellules

Combien de cellules se trouvent dans le corps humain? Certaines sources pensent qu'il y en a environ 100 billions, tandis que d'autres - 37,2. Celui qui a raison, toutes ces options sont incroyables. Les cellules du corps de toute créature vivante remplissent diverses fonctions, selon leur lieu d'origine. Cellules du système nerveux, c'est-à-dire les neurones fonctionnent comme des mini-ordinateurs qui collectent, stockent, traitent et transmettent des informations par des réactions électriques et chimiques. Globules rouges, c'est-à-dire les globules rouges transportent l'oxygène vital dans tout le corps. La liste peut être poursuivie, mais l'essence est simple - chaque cellule a sa propre spécification claire, son programme, pour ainsi dire, qu'elle suivra toute son existence. Ou n'est-ce pas? Des scientifiques de l'Université de Zurich (Suisse) ont découvert que les cellules souches épithéliales dentaires des souris sont capables de changer de profession sous l'influence de facteurs externes et de se recycler en cellules de la glande mammaire. Comment les scientifiques ont-ils réussi à découvrir à quel point la procédure de modification de la spécification cellulaire est compliquée et quelle est l'importance de cette découverte pour le traitement des patients atteints de cancer du sein? Nous trouverons des réponses à ces questions dans le rapport du groupe de recherche. Allons-y.

Base d'étude

Qu'est-ce que la peau et les dents ont en commun? Il existe une hypothèse selon laquelle les dents, comme les glandes sébacées, mammaires et sudoripares, les cheveux et les ongles, sont des appendices ectodermiques. Tous ces éléments dérivés (appendices) ont leur propre structure unique, qui se développe à la suite de réticulations moléculaires continues entre l'épithélium et le mésenchyme * .

Mesenchyme * - une collection de cellules qui ont des caractéristiques morphologiques similaires à un certain stade de développement intra-utérin, mais par la suite ces cellules appartiendront à différents groupes en fonction de la différenciation cellulaire, c'est-à-dire ont des fonctions différentes.

Aux premiers stades du développement de l'organisme, tous ces organes, donc, leurs cellules, ont des caractéristiques très similaires, mais aux stades ultérieurs du développement, la réorganisation moléculaire détermine leur carrière. Les changements dans l'expression des molécules régulatrices peuvent conduire au fait qu'une cellule qui se développe le long d'une ligne la changera considérablement.

Un autre aspect commun à tous les organes ectodermiques est la présence d'une population de cellules souches qui peut générer différents types de cellules nécessaires à l'homéostasie et à la régénération tout au long du cycle de vie.

Des expériences récentes ont permis d'identifier différentes populations de cellules souches épithéliales en suivant la lignée génétique dans des organes tels que les cheveux, les glandes mammaires et les dents.

En parlant spécifiquement des dents, chez l'homme, malheureusement, elles ne se régénèrent pas, ne repoussent pas et ne sont pas mises à jour (pour le plus grand plaisir des dentistes privés). Mais chez les rongeurs, les incisives se développent constamment. Des cellules souches épithéliales dentaires (DESC) multipotentes * qui expriment les marqueurs des cellules souches Gli1, Bmi1 et Sox2 ont été trouvées aux extrémités postérieures des incisives de souris.

Les cellules souches multipotentes * donnent naissance à des cellules de tissus différents, mais la variété de leur espèce est limitée aux limites d'une feuille germinale.

Il est logique que ces cellules souches puissent générer toutes les cellules épithéliales dentaires. Mais peuvent-ils créer autre chose?

Les chercheurs rappellent que pour identifier les cellules souches épithéliales et évaluer leur plasticité lors de la régénération tissulaire, l'analyse en laboratoire par transplantation cellulaire est le plus souvent utilisée, et les glandes mammaires sont parfaitement adaptées comme objet d'analyse. Au cours de l'étude de la régénération mammaire, des fragments épithéliaux obtenus à partir de celui-ci ou des cellules épithéliales désagrégées (divisées en parties) sont transplantés dans le mésenchyme mammaire non épithélial, c'est-à-dire dans la muqueuse adipeuse, pour générer des structures épithéliales canalaires fonctionnelles. En d'autres termes, les cellules de la jeune glande transforment les cellules de la graisse en leur propre espèce, les dotant de leurs fonctions.

Mais cette analyse classique est basée sur l'utilisation de cellules mammaires fonctionnelles et de cellules non fonctionnelles, encore une fois, des glandes mammaires. Dans l'étude que nous envisageons aujourd'hui, les scientifiques sont allés plus loin et ont décidé d'effectuer la soi-disant recombinaison cellulaire chimérique, en utilisant des cellules souches épithéliales dentaires (DESC).

Des expériences similaires ont déjà été menées précédemment en utilisant des neurones, des cellules de moelle osseuse, des ovaires et même des cellules cancéreuses. Cependant, les résultats n'étaient pas des plus encourageants. Le fait est que ces cellules épithéliales non mammaires ne se sont pas développées dans la structure de la glande mammaire sans le soutien des cellules épithéliales mammaires (MEC - cellule épithéliale mammaire ). De plus, les cellules résultantes ne pouvaient pas générer de conduits de lait. Autrement dit, ces cellules sont devenues des cellules mammaires, mais pas fonctionnelles.

Mais les scientifiques zurichois ont réussi à réaliser un travail sans précédent: forcer les cellules souches épithéliales dentaires à générer des lignées cellulaires non dentaires. Voyez comment ils ont réussi.

Résultats de recherche

Comme dans les études de laboratoire classiques, la méthode de régénération mammaire a été utilisée dans ce travail pour évaluer la plasticité des cellules DESC, ainsi que leur capacité à générer des cellules épithéliales mammaires après transplantation dans la graisse corporelle ( 1A ).


Image n ° 1

Les marqueurs exprimant DESC des cellules épithéliales et souches ( 1B ) ont été obtenus à partir de la boucle cervicale * des dents incisives en utilisant la protéine fluorescente verte (GFP) pour l'identification.

La boucle cervicale * est la zone de l'organe d'émail de la dent en développement, où se rejoignent les épithéliums d'émail externe et interne.

Les DESC résultants ont été mélangés avec des cellules épithéliales mammaires primaires (MEC) et introduits dans des coussinets graisseux non épithéliaux de la glande mammaire de souris immunodéprimées avec le gène RAG1 (gène activant la recombinaison).

Les lignées cellulaires obtenues à partir de ces deux populations cellulaires ont été déterminées par l'expression de GFP pour DESC et l'expression induite par les lentivirus de la protéine fluorescente DsRed pour MEC.

En tant que groupe témoin, des souris ont été utilisées qui ont reçu des injections de cellules MEC uniquement.

Huit semaines après la transplantation ( 1C - 1I ) et 16,5 jours de grossesse ( 1J et 1K ), les cellules mammaires DESC et MEC ont formé des structures de canaux chimériques composées de cellules positives pour la GFP dérivées de cellules MEC positives DESC et DsRed dans les glandes mammaires.

Ensuite, les scientifiques ont décidé de mener une analyse plus détaillée de la distribution du DESC transplanté dans les conduits chimériques en développement. Pour cela, une double coloration par immunofluorescence a été réalisée pour la GFP et la kératine 14 (Krt14), qui sont des marqueurs des cellules basales / myoépithéliales dans la glande mammaire adulte.


Image n ° 2

Des cellules positives pour la GFP ont été observées dans les compartiments myoépithéliaux * Krt14 positifs et luminal * Krt14 négatifs ( 2C - 2K ).

Cellules myoépithéliales * - Protéines expresses caractéristiques de l'épithélium ectodermique et des cellules musculaires lisses. Ce type de cellule entoure les sections sécrétoires et les canaux excréteurs des glandes mammaires, salivaires, lacrymales et sudoripares.

Cellules luminales * - tapissent la surface apicale (apicale) du canal lactifère normal et ont des propriétés sécrétoires. La plupart des types de cancer du sein proviennent des cellules luminales.

Le compartiment * est l'espace à l'intérieur de la cellule, entouré d'une membrane et associé à la performance d'une fonction cellulaire spécifique.

De tous les compartiments épithéliaux des canaux chimériques de la glande mammaire, environ 20% des cellules sont issues du DESC. Les scientifiques nous rappellent que l'épithélium luminal de la glande mammaire est une structure très complexe de diverses populations cellulaires qui peut être classée en deux groupes: canalaire et alvéolaire.

Les cellules canalaires tapissent les canaux épithéliaux. Parmi ces cellules, il y a celles qui expriment les récepteurs alpha-œstrogènes. Ils sont responsables de l'activation de la signalisation paracrine (concernant la connexion des cellules dans un organe particulier), nécessaire pour allonger l'épithélium de la glande mammaire lorsqu'elle est exposée aux œstrogènes de la puberté.

Les cellules alvéolaires, à leur tour, sont à la base des processus alvéolaires sécrétant du lait qui se produisent en fin de grossesse.

La double immunofluorescence de la GFP (protéine fluorescente verte) et de l'ER (récepteur des œstrogènes) dans l'épithélium chimérique a montré que les cellules positives pour la GFP peuvent produire à la fois des cellules luminales ER positives et ER négatives ( 2L - 2N ).

La capacité des cellules positives pour la GFP à induire la formation de cellules luminales a été confirmée par une double coloration par immunofluorescence pour la GFP et la kératine 8.

L'une des observations les plus importantes au cours de l'analyse par immunofluorescence et immunohistochimique a été que les cellules DESC GFP-positives peuvent être transformées en cellules alvéolaires à phénotype β- caséine * entièrement fonctionnelles produisant du lait ( 2O - 2R ).

La caséine * est l'une des principales protéines du lait (40% dans le lait maternel).

À l'étape suivante de l'étude, les scientifiques ont décidé de vérifier la flexibilité des cellules DESC et leur capacité à reprogrammer la régénération des canaux en l'absence d'épithélium mammaire.

Pour cela, une analyse de laboratoire a été réalisée par la méthode de transplantation cellulaire, mais sans utilisation de cellules épithéliales mammaires, lorsque DESC a été injecté directement dans la muqueuse graisseuse ( 3A ).


Image n ° 3

L'analyse de fluorescence de la structure entière (sans dissection) a révélé la formation de petites structures épithéliales ramifiées exprimant la GFP ( 3B ). L'immunofluorescence pour la GFP et l'analyse histologique détaillée ont montré que ces formations provenaient exclusivement de cellules provenant de DESC ( 3E ), et qu'elles étaient entourées de tissu fibreux (conjonctif) dense ( 3C et 3D ).

La morphologie des cellules qui composent les conduits rudimentaires était assez diverse: d'aplatie à colonnaire ( 3D ). Pour une analyse plus détaillée de ces formations, la distribution de Krt14 et ER a été évaluée.

L'analyse par immunofluorescence a montré que ces structures se composent à la fois de cellules luminales exprimant Krt8 et de cellules myoépithéliales positives pour Krt14 ( 3F et 3G ). Des cellules exprimant ER ont également été trouvées dans l'épithélium de ces canaux, mais leur expression était significativement plus faible que dans les formations épithéliales mammaires chimériques complètement développées ( 3H ).

L'expression de caséine a également été détectée dans certains conduits provenant de DESC intégré ( 3I ). Cela suggère que les cellules obtenues sont tout à fait capables d'initier une différenciation en direction des cellules alvéolaires productrices de lait.

Une observation encore plus intéressante a été l'expression de l'amélogénine, qui est un marqueur typique de différenciation des améloblastes ( 3J ). Le fait est que ces cellules appartiennent aux producteurs des composants organiques de l'émail dentaire. Par conséquent, on peut supposer qu'il existe au moins une mémoire cellulaire partielle de son origine, malgré le changement de spécification cellulaire.

Malheureusement, certaines des structures créées ont été transformées en formations kystiques ( 3K - 3M ), qui sont caractérisées par des cellules épithéliales aplaties formant une monocouche ( 3L et 3M ). À ce stade de l'étude, de telles formations kystiques se sont produites dans 80% des cas, cependant, cet indicateur diminuera lors de l'amélioration de la technique.


Image n ° 4

Lors de la transplantation de cellules DESC, la formation de tissu fibreux dense a été assez souvent observée. La fibrose a été trouvée dans certains coussinets adipeux mammaires où MEC et DESC ont été introduits, ainsi que dans tous les coussinets adipeux lorsque seul DESC a été introduit ( 4A et 4B ). Le tissu non épithélial entourant les conduits était composé d'un réseau très dense de fibres de collagène, comme le montre la coloration trichromique de Masson * (4C et 4D).

La coloration trichromique * de Masson est une méthode en histologie, lorsque différents tissus sont colorés de différentes couleurs, ce qui permet de déterminer clairement leur présence / absence, leur prévalence et leur concentration.

Pour déterminer l'origine du tissu fibreux, une double coloration par immunofluorescence a été réalisée pour la GFP (protéine fluorescente verte) et la SMA (actine des muscles lisses), qui est un marqueur des myofibroblastes * associés au tissu fibreux

Le myofibroblaste * est un type de cellule qui ressemble à la fois au fibroblaste et à une cellule musculaire lisse. En cas de lésion tissulaire, les fibroblastes participent à la cicatrisation, resserrant la plaie.

Des cellules GFP-positives et SMA-positives dérivées de DESC ont été trouvées dans les composants non épithéliaux de la glande mammaire, c'est-à-dire dans le tissu fibreux entourant les canaux et les kystes ( 4E et 4F ).

De plus, la fibronectine (glycoprotéine de matrice extracellulaire), qui est le principal composant du stroma mammaire et du tissu fibreux ( 4G ), a également été détectée dans les tissus entourant les canaux et les kystes. Des tissus positifs pour la GFP et positifs pour la fibronectine étaient également présents autour des canaux dans les tissus fibreux ( 4H ).

Pour une connaissance plus détaillée des nuances de l'étude, je vous recommande de consulter le rapport des scientifiques .

Épilogue

En résumant tout ce qui précède, on peut affirmer sans équivoque que les cellules souches épithéliales dentaires peuvent générer toutes les lignées de cellules épithéliales mammaires dans le processus de régénération des canaux de la glande mammaire. Cela indique leur plasticité et le potentiel de différenciation selon plusieurs axes.

Une découverte encore plus importante est le fait qu'à l'heure actuelle, seules les cellules DESC sont capables d'initier la morphogenèse des branches spécifiques du sein en l'absence d'épithélium mammaire. Avec un tel degré de plasticité, le DESC peut être utilisé dans la régénération de tissus qui n'ont rien à voir avec les dents.

De plus, ces travaux ont démontré de nouvelles méthodes pour faire face aux conséquences d'un traitement radical du cancer du sein. Bien sûr, de nombreux scientifiques se concentrent désormais sur la recherche de traitements contre le cancer lui-même. Cependant, si ces méthodes miraculeuses n'ont pas été mises en œuvre, la création d'une technique permettant la régénération des tissus perdus à cause d'une intervention chirurgicale mérite une attention particulière.



Le cancer du sein, comme tout autre type d'oncologie, est une maladie terrible qui détruit la santé physique et mentale d'une personne. Et pendant que les médecins traitent et que les scientifiques recherchent de nouveaux outils pour lutter contre la maladie, les parents et amis des patients qui souffrent de cette maladie devraient leur apporter leur amour, leurs soins et leur soutien. Oui, des paroles aimables ne pourront pas détruire les cellules cancéreuses, mais elles peuvent dissiper la tristesse, la tristesse, un sentiment de désespoir et donner confiance en l'avenir et en la guérison. Et la foi dans le rétablissement est la première étape vers sa réalisation.

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