Un virus qui a infecté les premiers animaux il y a des centaines de millions d’années est devenu indispensable à la croissance de l’embryon : son rôle dans le développement humain est essentiel, comme il est vital lorsque les cellules souches deviennent pluripotentes, quelques heures après la fécondation. Cette découverte est pertinente pour la médecine régénérative et pour la création d’embryons artificiels.
Des scientifiques du Centre national de recherche sur le cancer (CNIO), en Espagne, ont révélé pour la première fois le rôle d’un virus ancien dans un processus clé du développement embryonnaire, exactement au moment où les cellules souches passent de la totipotence à la pluripotence. Cela rend possible sa transformation en tous les types de cellules nécessaires à la progression de la croissance de l’embryon humain.
Des virus essentiels au développement humain
On sait que tous les animaux ont évolué grâce à certains virus infectant des organismes primitifs il y a des centaines de millions d’années. Ce matériel génétique viral a été intégré au génome des premiers êtres multicellulaires et existe encore aujourd’hui. C’est dans notre ADN. Cependant, jusqu’à présent, peu d’importance a été accordée à ces rétrovirus endogènes (ERV), et il y a encore quelques décennies, ils étaient considérés comme «ADN poubelle ».
On sait désormais qu’ils sont essentiels au développement précoce, mais leur rôle précis dans cette transition reste un mystère. Dans la nouvelle étude, récemment publiée dans la revue Science Advances, des spécialistes du centre de recherche de Madrid ont réussi à décrire pour la première fois le fonction exacte que jouent ces virus, dans un processus fondamental pour notre développement.
Quelques heures après la fécondation, le passage à pluripotence Cela permet à l’ovocyte de passer de deux à quatre cellules. Il s’agit d’un changement vital, car il permet aux cellules souches totipotentes de devenir pluripotentes : à partir de ce développement, elles pourront créer tous les types de cellules dont l’organisme a besoin pour poursuivre sa progression et achever sa croissance.
Un rôle crucial
En utilisant des techniques génétiques et biochimiques de pointe chez la souris, les scientifiques ont identifié Gag MERVL, une protéine rétrovirale qui fonctionne comme un modulateur crucial des facteurs pluripotents OCT4 et SOX2, dans le cadre de la transition de la totipotence à la pluripotence. Grâce à l’action du rétrovirus, les quatre cellules qui joueront le rôle principal dans la prochaine étape du développement embryonnaire seront capables de se différencier en cellules de n’importe quel tissu spécialisé du corps.
« Jusqu’à récemment, ces restes viraux étaient considérés comme de l’« ADN indésirable », du matériel génétique inutilisable, voire nocif. Intuitivement, on pensait qu’avoir des virus dans le génome ne pouvait pas être une bonne chose. Cependant, ces dernières années, nous commençons à réaliser que ces rétrovirus, qui ont co-évolué avec nous pendant des millions d’années, ont des fonctions importantes, telles que régulation d’autres gènes« , a-t-il indiqué dans un communiqué de presse le premier auteur de l’étude, le scientifique Sergio de la Rosa.
On estime que le matériel génétique des rétrovirus endogènes a été intégré dans les génomes d’un groupe d’organismes qui pourraient avoir été à l’origine de ce que l’on appelle explosion cambrienne, une période qui s’est déroulée il y a plus de 500 millions d’années et a été caractérisée par un grand essor de la biodiversité dans les mers de la planète. Au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont confirmé que les séquences génétiques de ces virus représentent aujourd’hui au moins 8 à 10 % du génome humain.
Enfin, les chercheurs ont expliqué que leurs résultats révèlent un coévolution symbiotique des rétrovirus endogènes avec leurs cellules hôtes, pour garantir ainsi la progression douce et rapide de la développement embryonnaire tôt. Cette découverte pourrait avoir d’importantes applications dans le domaine de la médecine régénérative et de la création d’embryons synthétiques, dans le but d’étudier de multiples pathologies.
Référence
Les rétrovirus endogènes façonnent la spécification de la pluripotence chez les embryons de souris. Sergio de la Rosa, María del Mar Rigual, Pierfrancesco Vargiu, Sagrario Ortega et Nabil Djouder. Avancées scientifiques (2024). DOI :https://doi.org/10.1126/sciadv.adk9394