Une nouvelle étude co-dirigée par un chercheur de Cedars-Sinai a identifié un gène qui joue un rôle important dans une voie biologique impliquée dans le développement de l’embryon. L’impact du gène au niveau cellulaire pourrait expliquer pourquoi certains bébés naissent avec des anomalies physiques et pourquoi certains adultes développent des maladies comme le cancer. Les conclusions sont publiées dans Communication Nature.
Les embryons humains se développent au moyen de nombreux processus cellulaires complexes. Les réactions chimiques appelées « voies de signalisation » activent des molécules dans une cellule pour guider ses fonctions. Pour cette étude, les chercheurs ont cherché à mieux comprendre la voie de signalisation dite Hedgehog, qui régule la croissance de l’embryon humain mais qui est également active à l’âge adulte. Ils ont découvert qu’un gène, Cnpy4, peut affecter la capacité d’une cellule à effectuer la voie Hedgehog.
« Il existe une poignée de voies de signalisation qui sont des régulateurs critiques de tous les processus biologiques qui se produisent au cours du développement et sont également impliquées dans la maladie, nous voulons donc comprendre comment ces voies fonctionnent », a déclaré Ophir Klein, MD, Ph.D., co -auteur principal de l’étude et directeur exécutif de Cedars-Sinai Guerin Children’s. « Ce que nous avons identifié ici est un gène qui est un modulateur très important de la voie critique Hedgehog. »
Les chercheurs ont observé que des embryons de souris de laboratoire porteurs d’une mutation du gène Cnpy4 étaient nés avec une polydactylie, une anomalie congénitale impliquant des doigts ou des orteils supplémentaires. Certaines des souris présentaient également des anomalies au niveau de la colonne vertébrale et des côtes. Des études antérieures ont montré que des altérations de la voie Hedgehog peuvent provoquer ces malformations congénitales.
L’équipe a découvert que le gène Cnpy4 affecte les niveaux de lipides trouvés sur la membrane cellulaire, ou la zone qui sépare l’intérieur de la cellule de son environnement externe. Les changements dans les niveaux de lipides affectent une protéine importante appelée Smoothened qui est un composant vital de la voie Hedgehog. Les souris dépourvues de Cnpy4 avaient des niveaux élevés de cholestérol accessible sur leurs membranes cellulaires, ce qui a provoqué un signal plus fort de Smoothened. Cela a conduit à une hyperactivité de la voie et à la génération incontrôlée de nouvelles cellules.
« Cette voie est l’une des rares qui sont au cœur du développement humain », a déclaré Klein, titulaire de la chaire distinguée David et Meredith Kaplan en santé des enfants à Cedars-Sinai. « Et parce que les mêmes voies sont affectées dans divers troubles, nous pensons qu’elles pourraient être une cible pour les thérapies pour les cancers dont nous savons qu’ils sont liés à la signalisation Hedgehog. »
Klein a déclaré que le développement de médicaments qui affectent la fonction du gène Cnpy4 pourrait fournir de nouvelles options de traitement potentielles pour les maladies, y compris le cancer.
Megan Lo et al, CNPY4 inhibe la voie Hedgehog en modulant les lipides membranaires des stérols, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-30186-x