Mise en évidence de gènes importants dans le fonctionnement du pancréas

18/04/2017

On sait que le pancréas joue un rôle clé dans le métabolisme de tous les vertébrés. L’équipe de Bernard Peers a cherché à déterminer le transcriptome des cellules pancréatiques et vient de publier les résultats de son étude dans la revue BMC Biology.

 

Le pancréas possède des fonctions exocrine et endocrine assurées par différents types de cellules. En effet,le pancréas produit, d'une part via des cellules exocrines des secrétions et enzymes qui participent à la digestion, et d'autre part des hormones déversées dans le sang via les cellules endocrines α (glucagon), β (insuline) et δ(somatostatine).

 

Beaucoup d’études ont déjà été réalisées chez la souris et chez l’homme pour identifier le transcriptome des cellules α et β en raison de leur rôle majeur dans le contrôle de la glycémie et dans le développement du diabète. L’équipe de Bernard Peers a décidé quant à elle d’établir le transcriptome de tous les types cellulaires chez le zebrafish et de le comparer ensuite à celui établi chez l’homme et chez la souris. Le séquençage de l'ARN a donc été réalisé sur les cellules pancréatiques α, β et δ endocrines, ainsi que sur les cellules acinaires et canalaires exocrines isolées à partir de lignées transgéniques adultes de zebrafish. L’analyse de ces transcriptomes a permis d’identifier tous les gènes exprimés spécifiquement dans chaque type cellulaire pancréatique chez le zebrafish. Ensuite, ils ont comparé ces signatures transcriptomiques avec celles obtenues chez l’homme et la souris.

 

Lorsque l’on croise les résultats obtenus pour les 3 espèces (zebrafish, souris, homme), on obtient ainsi un peu plus de 200 gènes communs exprimés spécifiquement dans les cellules endocrines chez les trois espèces. Cette liste comprend de nombreux gènes déjà connus comme essentiels pour la formation ou la fonction des cellules pancréatiques, mais identifie également de nombreux facteurs dont la fonction pancréatique est encore inconnue à ce jour, qui joueraient donc un rôle majeur puisque leur expression a été maintenue lors de l’évolution.

 

L’équipe du laboratoire ZDDM (« Zebrafish Development and Disease Models » ; GIGA-Molecular Biology of Diseases) a ensuite comparé les sous-types cellulaires α et β chez l’homme, la souris et le zebrafish et a constaté une conservation beaucoup plus faible des signatures transcriptomiques pour ces deux sous-types de cellules endocrines par rapport aux signatures des cellules pan-endocriniennes et exocrines. Ces données suggèrent que l'identité des cellules α et β repose sur quelques gènes régulateurs jouant un rôle prépondérant. Cette conclusion est supportée par de nombreux exemples d'interconversion entre ces deux sous-types de cellules endocrines.

 

Les chercheurs vont maintenant travailler sur la liste des gènes communs aux 3 espèces mais dont le rôle est encore inconnu. En mutant ces gènes conservés par le système CRISPR/Cas9, ils vont tenter d’en découvrir les fonctions. Par ailleurs, le laboratoire s’intéresse également à l’analyse du transcriptome à différents stades de différenciation, toujours dans le but d’affiner la compréhension du rôle et des mécanismes d’action de ces gènes conservés.

 

Outre son intérêt pour une meilleure compréhension du fonctionnement du pancréas (et des maladies liées telles que le diabète, le cancer du pancréas,…), cette étude montre l’intérêt des comparaisons de transcriptomes entre les espèces. En effet, cette analyse montre non seulement les différences entre les espèces qui peuvent être impliqués dans les processus d’adaptation, mais permet surtout d’identifier aisément les gènes, sous forte contrainte évolutive, jouant un rôle important dans les tissus ou organes étudiés et qui ont maintenu leur profil d’expression durant toute l’évolution. Cette approche pourra être utilisée sur d’autres types de tissus ou d’organes.

 

Source

 

BMC Biol. 2017 Mar 21;15(1):21. doi: 10.1186/s12915-017-0362-x.

Transcriptome analysis of pancreatic cells across distant species highlights novel important regulator genes.

Tarifeño-Saldivia E1, Lavergne A1, Bernard A1, Padamata K1, Bergemann D1, Voz ML1, Manfroid I1, Peers B2.

 

 


Bernard Peers - bpeers@ulg.ac.be