Formation de l'axe musculo-squelettique : L'horloge de segmentation
Conférence de Olivier Pourquié, lauréat du prix Lounsbery 2012
Les vertèbres et les muscles squelettiques dérivent de structures transitoires appelées somites qui forment les segments embryonnaires des vertébrés. Ils sont produits par paires de manière rythmique au cours du développement, jusqu'à ce qu'un total caractéristique de l'espèce soit atteint. Les somites sont arrangés de manière périodique le long de l'axe du corps et leur organisation segmentée préfigure l'organisation métamérique de la colonne vertébrale et des muscles associés ainsi que du système nerveux périphérique et du système vasculaire. Les travaux de mon équipe ont mis en évidence un oscillateur moléculaire, que nous avons appelé Horloge de segmentation, impliqué dans la production rythmique des somites. L'horloge contrôle la production de vagues périodiques d'expression de gènes "cycliques" précédant la formation de chaque paire de somite. Ces vagues reflètent l'activation périodique de voies de signalisation intercellulaire classiques telles que Notch et FGF qui sont nécessaires à la formation des futurs segments. L'horloge de segmentation a maintenant été identifiée chez tous les vertébrés où elle a été recherchée. Récemment un mécanisme d'oscillation similaire a été mis en évidence chez les insectes, indiquant son caractère ancestral. Mon laboratoire dissèque le mécanisme contrôlant les oscillations générées par l'horloge et s'intéresse à l'intégration de ce mécanisme avec celui de la croissance embryonnaire. Nous étudions ces processus chez l'embryon de poulet et de souris et tentons de reproduire ces mécanismes in vitro dans des cellules souches différenciées en précurseurs de somites. Nos travaux ont eu un impact important sur la compréhension de la formation de la colonne vertébrale et des malformations associées. Leur application permet d'envisager le développement de protocoles permettant la différentiation de tissu musculaire et squelettique humain in vitro à des fins de thérapie cellulaire.
Vidéo réalisée par la cellule Webcast CC-IN2P3 du CNRS