Des scientifiques découvrent une nouvelle maladie génétique provoquant un vieillissement prématuré et des déficits cognitifs
Des chercheurs ont identifié une nouvelle maladie génétique caractérisée par un vieillissement prématuré et des déficits cognitifs, la reliant à une mutation du gène IVNS1ABP. En utilisant la reprogrammation cellulaire, ils ont découvert que la mutation provoque une sénescence cellulaire et des dommages à l'ADN pendant la division cellulaire via une altération de la dynamique de l'actine. Ces résultats soulignent le potentiel des modèles de cellules souches dérivées de patients pour étudier les maladies rares et identifier des approches thérapeutiques potentielles.
Des scientifiques ont défini une nouvelle maladie génétique marquée par un vieillissement prématuré et des déficits des fonctions cérébrales. L'équipe de recherche a utilisé le séquençage du génome combiné à la reprogrammation cellulaire pour identifier la mutation génétique responsable et étudier comment elle provoque les symptômes observés chez les patients souffrant de cette condition nouvellement découverte.
Les investigateurs ont relié la maladie à une mutation du gène IVNS1ABP, qui contient les codes d'instructions pour construire IVNS1ABP, une protéine de liaison de la protéine non structurale-1 du virus de la grippe. Relativement peu de recherches ont été menées sur ce gène et cette protéine, et personne ne les a jamais liés à la biologie du vieillissement, aux maladies de vieillissement prématuré ou à la neuropathie.
Pour explorer les effets de cette mutation génétique, les scientifiques ont acquis des échantillons de cellules cutanées des patients affectés et les ont reprogrammées en cellules souches pluripotentes induites. Ces cellules ont été amenées dans un état plus mature qu'une cellule souche mais pas encore un neurone ou une autre cellule cérébrale ou nerveuse. Sous le microscope, les chercheurs ont constaté que les cellules dérivées de patients avec la mutation croissent beaucoup plus lentement par rapport au groupe témoin reprogrammé à partir d'un frère ou d'une sœur sans la maladie.
Cette croissance léthargique suggérait que les cellules étaient entrées dans un état semblable à un zombie appelé sénescence cellulaire. Les dommages à l'ADN provoquent souvent la sénescence des cellules. Lorsque l'équipe de recherche a examiné les marqueurs de dommages génétiques, elle a trouvé trois indicateurs différents de lésions du génome, ainsi qu'un niveau d'expression accru d'un gène inhibiteur du cycle cellulaire associé à la sénescence cellulaire appelé CDKN2A.
Des expériences de suivi ont montré que les dommages à l'ADN se produisaient pendant la division cellulaire, et qu'ils pouvaient être suffisamment graves pour provoquer la mort cellulaire. Parce que le gène muté n'avait aucun lien direct connu avec la division cellulaire, les investigateurs ont émis l'hypothèse que leur observation pourrait être due à des interactions entre plusieurs protéines. Leurs expériences ont établi une liste de 14 protéines potentielles qui pourraient être impliquées. Dix d'entre elles étaient liées à l'actine, l'un des composants structurels qui donnent forme et structure à une cellule.
Pendant la division cellulaire, le filament d'actine doit former une structure d'ancrage, et il forme généralement une structure annulaire très ronde et régulière. Mais dans les cellules mutantes, l'actine altérée forme un anneau rétréci et de forme irrégulière, de sorte que les cellules ne sont pas séparées de manière symétrique et subissent des dommages. Les scientifiques ont suspecté que la mutation affectait la façon dont la cellule coordonne précisément le processus dynamique de construction de cette structure d'ancrage de l'actine.
L'équipe de recherche a démontré que les cellules mutantes avaient une dynamique de l'actine altérée, et que les cellules pouvaient être traitées avec des produits chimiques pour stabiliser la structure de l'actine et améliorer le taux de division cellulaire normale. Les chercheurs ont déjà montré que s'ils corrigent certaines étapes des processus moléculaires, alors ils peuvent réparer certains des défauts, du moins dans le modèle cellulaire.