Protéine clé identifiée pour la longévité des cellules souches cérébrales

Résumé: L’INSR, une protéine essentielle à l’activité de l’insuline, joue un rôle essentiel dans la longévité des cellules souches. De plus, l’inactivation de l’INSR dans les cellules souches du cancer du cerveau du glioblastome inhibe la croissance des cellules primitives formant des tumeurs.

La source: Rutgers

Un récepteur qui a été identifié pour la première fois comme nécessaire à l’action de l’insuline, qui est également situé sur les cellules souches neurales présentes profondément dans le cerveau des souris, est essentiel pour la longévité des cellules souches cérébrales, selon une étude de Rutgers, une découverte qui a des implications importantes pour la santé du cerveau et les futures thérapies pour les troubles cérébraux.

L’étude, parue dans la revue Rapports sur les cellules souchesidentifie une protéine spécifique connue sous le nom de récepteur de l’insuline (INSR), qui est abondante sur les cellules souches neurales qui résident dans la zone sous-ventriculaire du cerveau.

Au cours du développement, les cellules souches neurales donnent naissance à l’ensemble du système nerveux et persistent jusqu’à l’âge adulte. Au cours de la vie, ces cellules souches neurales produisent de nouveaux neurones et des cellules non neuronales qui maintiennent l’infrastructure et le fonctionnement du cerveau.

Par ailleurs, les scientifiques ont fait une autre découverte lors de l’examen des tumeurs cérébrales : l’INSR joue un rôle crucial dans le maintien et le maintien d’une population de cellules cancéreuses cérébrales spécialisées appelées cellules souches de glioblastome (GBM). Lorsqu’ils ont inactivé l’INSR dans les cellules souches du GBM, ils ont inhibé la croissance de ces cellules primitives formant des tumeurs.

“Il est important de comprendre les mécanismes moléculaires qui sont essentiels à la croissance et à la subsistance des cellules souches du cerveau dans des états de croissance normaux et anormaux”, a déclaré l’auteur de l’étude Steven Levison, professeur de neurosciences au Département de pharmacologie, physiologie et neurosciences et directeur. du laboratoire de neurobiologie régénérative de la Rutgers New Jersey Medical School.

“Comprendre les signaux qui régulent ces cellules primitives pourrait un jour conduire à de nouvelles thérapies pour les troubles cérébraux.”

De nombreux troubles neurodégénératifs, tels que la sclérose en plaques, la maladie de Parkinson et la maladie d’Alzheimer, sont liés à la destruction des cellules cérébrales, a déclaré la co-auteure Teresa Wood, professeure émérite et titulaire de la chaire dotée de la chaire Rena Warshow en sclérose en plaques au Département de pharmacologie, physiologie et Neurosciences à la Rutgers New Jersey Medical School.

“Si nous pouvions influencer le fonctionnement des cellules souches cérébrales, nous pourrions utiliser ces connaissances pour remplacer les cellules cérébrales malades ou mortes par des cellules vivantes, ce qui ferait progresser le traitement des maladies neurologiques et des lésions cérébrales”, a déclaré Wood, qui enseigne et mène également des recherches à l’Institut du cancer du New Jersey.

Les récepteurs cellulaires tels que l’INSR sont des molécules de protéines qui résident à la surface des cellules. Les substances, naturelles ou fabriquées par l’homme, qui ouvrent le « verrou » d’un récepteur peuvent inciter une cellule à se diviser, à se différencier ou à mourir.

En identifiant quels récepteurs remplissent ces fonctions sur des types de cellules spécifiques et en comprenant leurs structures et leurs fonctions, les scientifiques peuvent concevoir des substances qui agissent comme des clés pour les récepteurs, pour les activer ou les désactiver.

Des études antérieures de cette équipe de recherche avaient montré qu’une certaine “clé”, la protéine de signalisation connue sous le nom de facteur de croissance analogue à l’insuline (IGF-II), était nécessaire pour maintenir les cellules souches neurales aux deux endroits du cerveau adulte. qui abritent ces cellules primitives.

La neurogenèse adulte – l’idée que de nouvelles cellules sont produites dans le cerveau adulte – est un domaine de recherche scientifique en plein essor depuis la fin des années 1990, lorsque les chercheurs ont confirmé ce qui n’était qu’une théorie dans les études en laboratoire sur les cerveaux humains, primates et oiseaux. L’image est dans le domaine public

Dans l’expérience actuelle, les scientifiques cherchaient à identifier le récepteur. Pour ce faire, ils ont utilisé des outils génétiques leur permettant à la fois de supprimer l’INSR et d’introduire une protéine fluorescente afin de suivre les cellules souches neurales et les cellules qu’elles génèrent.

Ils ont découvert que le nombre de cellules souches neurales dans la zone sous-ventriculaire du cerveau des souris dépourvues d’INSR s’effondrait.

La neurogenèse adulte – l’idée que de nouvelles cellules sont produites dans le cerveau adulte – est un domaine de recherche scientifique en plein essor depuis la fin des années 1990, lorsque les chercheurs ont confirmé ce qui n’était qu’une théorie dans les études en laboratoire sur les cerveaux humains, primates et oiseaux. Les cellules souches neurales chez l’adulte sont des cellules souches qui peuvent s’auto-renouveler et produire de nouveaux neurones et les cellules de soutien du cerveau, les oligodendrocytes et les astrocytes.

“Compte tenu de l’intérêt généralisé pour les cellules souches ainsi que de la question de savoir si des altérations des cellules souches adultes pourraient contribuer au cancer, nos résultats de recherche devraient être intéressants”, a déclaré Levison.

À propos de cette actualité de la recherche génétique

Auteur: Bureau de presse
La source: Rutgers
Contacter: Bureau de presse – Rutgers
Image: L’image est dans le domaine public

Recherche originale : Libre accès.
“Les cellules souches neurales de souris adultes de la zone sous-ventriculaire nécessitent un récepteur d’insuline pour l’auto-renouvellement” par Shravanthi Chidambaram et al. Rapports sur les cellules souches


Abstrait

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Les cellules souches neurales de souris adultes de la zone sous-ventriculaire ont besoin d’un récepteur d’insuline pour s’auto-renouveler

Points forts

  • Le récepteur de l’insuline (INSR) est essentiel à l’auto-renouvellement des cellules souches neurales SVZ adultes
  • La suppression de l’INSR provoque une hyposmie avec une neurogenèse accrue du bulbe olfactif
  • Les cellules souches de l’hippocampe (et les comportements associés) ne nécessitent pas d’INSR
  • Les glioblastomes surexpriment les composants de la voie INSR nécessaires à la croissance de la sphère tumorale

Résumé

Le récepteur de l’insuline (INSR) est une protéine de signalisation conservée au cours de l’évolution qui régule le développement et le métabolisme cellulaire. La signalisation INSR favorise la neurogenèse dans Drosophile; cependant, un rôle spécifique de l’INSR dans le maintien des cellules souches neurales adultes (NSC) chez les mammifères n’a pas été étudié.

Nous montrons que la suppression conditionnelle de Insr Le gène dans les NSC de souris adultes réduit les NSC de la zone sous-ventriculaire d’environ 70 %, accompagnés d’une augmentation correspondante des progéniteurs.

Insr la suppression a également produit une hyposmie causée par une neurogenèse aberrante du bulbe olfactif. Fait intéressant, la neurogenèse hippocampique et les comportements dépendants de l’hippocampe n’étaient pas perturbés.

Les glioblastomes proneuraux et mésenchymateux très agressifs présentaient une expression génique élevée de la voie INSR / facteur de croissance analogue à l’insuline (IGF), et les cellules souches de gliome isolées présentaient un rapport anormalement élevé de récepteurs INSR: IGF de type 1.

En outre, INSR knockdown a inhibé la croissance de la tumorsphère GBM. Dans l’ensemble, ces données démontrent que l’INSR est essentiel pour un sous-ensemble de NSC normaux, ainsi que pour l’auto-renouvellement des cellules souches des tumeurs cérébrales.

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