« Sun Wukong » du monde cellulaire, comment le libérer de sous la « Montagne des Cinq Éléments » ?

Produit par : Science Popularization China

Auteur : Wang Fei (doctorat en neurosciences)

Producteur : China Science Expo

« 72 changements » des cellules souches

Le jeu national « Black Myth: Wukong » est devenu très populaire récemment, non seulement parce que l'industrie nationale du jeu a fait de grands progrès, mais aussi parce que l'image du roi singe Sun Wukong que nous avons créée est si classique. J'ai donc retrouvé la version classique de 1986 de « Voyage vers l'Ouest » et je l'ai relue. L’image de Sun Wukong est revenue à la vie dans mon esprit. Bien sûr, aujourd'hui, je veux parler non seulement de Sun Wukong, mais aussi d'un type de cellule de notre corps qui lui ressemble beaucoup, à savoir les cellules souches.

Affiche du jeu « Black Myth : Wukong »

(Source de l'image : site officiel du jeu Black Myth: Wukong)

En parlant de Sun Wukong, tous les enfants savent qu'il a la capacité de se transformer en 72 formes différentes. Les cellules souches peuvent également se transformer en 72 formes différentes, voire plus. Les cellules souches sont un type de cellule de notre corps avec un potentiel illimité. Elles peuvent devenir une variété de cellules telles que des cellules nerveuses, des cellules sanguines, des cellules musculaires, des cellules osseuses, etc. De plus, les cellules souches peuvent passer d'une à deux, de deux à quatre... des milliers de cellules sont transformées à partir d'une seule cellule souche. Cela me rappelle que Sun Wukong peut se transformer en plusieurs Sun Wukong en s'arrachant un cheveu. N’est-ce pas ce que l’on apprend à partir des cellules souches ?

Une autre caractéristique est que les cellules souches peuvent continuer à proliférer, et on peut dire qu'elles sont « immortelles », ce qui est quelque peu similaire à Sun Wukong. On peut dire qu’avec les cellules souches, de nombreuses maladies que nous rencontrons dans notre vie peuvent être surmontées. Par exemple, si un patient souffre de leucémie et n’a pas suffisamment de globules blancs, les cellules souches seront transformées en d’innombrables globules blancs. Désormais, nous ne verrons plus la fin douloureuse du protagoniste mourant subitement d'une leucémie dans les séries télévisées.

Fonctions des cellules souches

(Source de l'image : Les Académies nationales)

Nous avons également des cellules souches dans notre cerveau, appelées cellules souches neurales. Cependant, les cellules souches neurales du cerveau adulte ressemblent davantage à Sun Wukong, coincé sous la montagne des Cinq Éléments. Il a toutes sortes de capacités mais ne peut pas les utiliser.

Comment réveiller les cellules souches neurales dormantes du cerveau et libérer leur potentiel illimité pour traiter les maladies cérébrales est un enjeu majeur dans la recherche scientifique et les domaines médicaux modernes. Non seulement il est d’une grande importance de sauver les cellules souches du cerveau adulte, mais au cours du processus de développement humain, si les cellules souches neurales ne peuvent pas être descellées et transformées en d’autres cellules à temps, cela affectera également le développement du cerveau et provoquera des troubles du développement neurologique tels que la microcéphalie, l’autisme et la paralysie cérébrale. Par conséquent, l’activation des cellules souches neurales dormantes et leur permettre de produire de nouveaux neurones est essentielle à la réparation et à la croissance du cerveau.

Cela me rappelle que l'épisode le plus important de « Journey to the West » est celui où Tang Monk rencontre Sun Wukong qui est piégé sous la montagne des Cinq Éléments. Imaginez s'il n'avait pas emprunté ce chemin, ou s'il n'avait pas vu le singe poilu au pied de la montagne, ou s'il avait été effrayé en le voyant, il n'y aurait pas eu d'histoire des quatre-vingt-une difficultés qui ont suivi, et l'Empire Tang n'aurait pas accueilli les véritables écritures du « bouddhisme Mahayana ».

Images du Voyage vers l'Ouest

(Source de la photo : CCTV)

Déverrouiller la « Montagne des Cinq Éléments »

Alors, comment pouvons-nous retirer le sceau des cellules souches neurales et les libérer de sous la « montagne des cinq éléments » ? Tout d’abord, nous devons savoir ce qu’est la « montagne des cinq éléments » qui supprime les cellules souches neurales et les empêche d’accomplir leur magie.

Des laboratoires de l’Université Duke et de l’Université nationale de Singapour ont étudié conjointement les raisons pour lesquelles les cellules souches neurales deviennent dormantes. En utilisant des techniques d’ultramicroscopie et d’imagerie de cellules vivantes, ils ont découvert que certaines protéines du cytosquelette appelées F-actine (actine en chaîne) se trouvent dans les cellules souches neurales dormantes. Ces protéines filamenteuses du cytosquelette se déplacent en continu pendant le processus de passage des cellules souches neurales de la dormance à l'activation. Ils se déplacent progressivement des protubérances des cellules vers les corps cellulaires, puis se rassemblent à l'intérieur des corps cellulaires, après quoi les cellules se divisent.

Cellules souches

(Source de la photo : galerie photo veer)

On peut dire que ce sont ces cytosquelettes qui contrôlent fermement l’activation des cellules souches neurales. Il s’agit de la « montagne des cinq éléments » qui exerce une pression sur les cellules souches neurales. Leurs mouvements sont comme le mouvement de la montagne des cinq éléments lorsqu’elle s’effondre. Par conséquent, tant que la clé du contrôle du mouvement de la F-actine est maîtrisée, les cellules souches neurales dormantes peuvent être libérées.

Silençage de l'actine F dans les cellules souches neurales

(Source de l'image : Lin et al., Sci. Adv. 10, eadl4694 (2024))

Alors, comment secouer la montagne des cinq éléments ? En fait, la montagne des cinq éléments n’est pas lourde. Sun Wukong peut renverser la situation grâce à ses propres capacités. La clé réside dans le sceau sur la montagne des cinq éléments, qui est la clé pour supprimer la montagne des cinq éléments. Alors, quel est le sceau qui contrôle l’actine F du cytosquelette des cellules souches neurales ?

L'équipe conjointe a découvert qu'un type spécifique de protéine Formin (actine polymérase en chaîne) contrôle les changements dans l'actine F du cytosquelette, contrôlant ainsi le processus d'activation des cellules souches neurales. En laboratoire, lorsqu’ils ont retiré la protéine Formin, les cellules souches neurales n’étaient plus capables de passer d’un état dormant à un état activé. Bien sûr, l’actine F du cytosquelette qui lie les cellules souches neurales ne peut pas changer.

Images du Voyage vers l'Ouest

(Source de la photo : CCTV)

Dans Le Voyage vers l'Ouest, Sun Wukong a été emprisonné sous la montagne des Cinq Éléments pendant 500 ans par le Bouddha Tathagata après avoir causé des ravages au paradis. Il fut finalement sauvé par Tang Sanzang, et ils voyagèrent ensemble vers l'ouest pour obtenir des écritures bouddhistes et atteignirent finalement l'illumination. Alors, qui est « Tang Sanzang » dans notre esprit ? Comment le « Tang Sanzang » dans le cerveau lève-t-il le sceau de la Montagne des Cinq Éléments et réactive-t-il les cellules souches neurales dormantes ?

L'équipe de recherche a découvert que les astrocytes du cerveau sont le « maître » qui a sauvé « Wukong ». Les astrocytes sont un sous-type de cellules gliales de notre cerveau, nommés ainsi en raison de leur forme irrégulière en forme d'étoile. Leur fonction générale est de protéger les cellules nerveuses et de leur fournir de la nutrition. Ici, les chercheurs ont découvert une nouvelle fonction qui consiste à activer les cellules souches neurales.

Les chercheurs ont observé que les astrocytes sécrètent une protéine appelée Fog (protéine de gastrulation repliée), qui agit comme médiateur de signalisation et déclenche une série de réactions en chaîne, notamment l'activation de la voie protéique Formin pour contrôler le mouvement de la chaîne d'actine. En fin de compte, ces processus réveillent les cellules souches neurales de leur état dormant, et elles commencent alors à se diviser, produisant de nouvelles cellules nerveuses qui contribuent à la réparation et au développement du cerveau.

astrocytes

(Source de l'image : Laboratoires de recherche ScienCell)

« Sorts » de signalisation intracellulaire

Grâce à ce processus, nous pouvons voir que l’activation des cellules souches neurales par les astrocytes n’est pas simplement une question de suppression du « sceau », mais implique un processus complexe de transmission de signal. C'est exactement comme lorsque le moine Tang a levé le sceau sur la montagne des cinq éléments, il s'est agenouillé sur le sol et a supplié en chantant des sorts. Ce n'est qu'en lançant le bon sort que le sceau peut être brisé.

Imaginez si la connaissance du bouddhisme de Tang Seng n’était pas suffisante et qu’il ne pouvait pas réciter avec précision le sort pour déverrouiller le sceau, il ne serait pas en mesure de sauver Sun Wukong. Alors, quel est le sort que les astrocytes utilisent pour libérer les cellules souches neurales dormantes dans notre cerveau ?

Images du Voyage vers l'Ouest

(Source de la photo : CCTV)

Ici, je vais vous présenter brièvement comment les astrocytes activent les cellules souches neurales dormantes. Comme mentionné ci-dessus, les astrocytes sécrètent la protéine Fog, et la protéine réceptrice appelée GPCR dans les cellules souches neurales répond ensuite à la Fog sécrétée par les astrocytes, activant la voie de signalisation qui contrôle la formation de la chaîne d'actine dans les cellules souches neurales.

Cette voie comprend des « messagers de signalisation » tels que Gαq, Rho1 et Dia. L'instruction de libérer le sceau agira éventuellement sur la chaîne d'actine par l'intermédiaire de ces messagers de signalisation, l'amenant à changer de forme et à libérer les cellules souches neurales dormantes.

Messager de signalisation sur la route

(Source de l'image : Lin et al., Sci. Adv. 10, eadl4694 (2024))

Cela montre que le processus par lequel les astrocytes du cerveau activent les cellules souches neurales dormantes est complexe. Ils activent les récepteurs GPCR sur les cellules souches neurales en sécrétant la protéine Fog. Les récepteurs GPCR ouvrent ensuite la chaîne d'actine via la voie de signalisation Gαq-Rho1-Dia dans le corps cellulaire de la cellule souche neurale, activant finalement la cellule souche neurale. Ce processus peut être filmé dans l'épisode « Tang Monk Saves Wukong » de la série télévisée « Journey to the West » !

Ce processus apparemment simple contient en réalité beaucoup d’informations. Il n'a pas été facile pour Yang Jie, le réalisateur de la version 1986 de « Voyage vers l'Ouest », de filmer cela, et on peut également dire que les chercheurs scientifiques ont traversé de nombreuses difficultés pour présenter ce processus dans le corps.

Les astrocytes activent les cellules souches neurales dormantes

(Source de l'image : Lin et al., Sci. Adv. 10, eadl4694 (2024))

Après avoir été sauvé, Sun Wukong a suivi le moine Tang dans un voyage pour tuer des démons et des monstres. Après avoir traversé 81 difficultés, il a finalement retrouvé les véritables écritures et a été nommé « Bouddha du Combat et de la Victoire ». Dans le cerveau, les cellules souches neurales activées ont également d’importantes fonctions. Les cellules souches neurales activées à temps peuvent devenir différents types de cellules nerveuses au cours du développement du cerveau, réduisant considérablement les troubles de la cognition, de la communication, du comportement adaptatif et des capacités psychomotrices causés par les troubles du développement neurologique.

Conclusion

En étudiant ce processus, nous avons maîtrisé le « sort » pour débloquer les cellules souches neurales et devenir « moine Tang ». Lorsque nous en avons besoin, nous pouvons réciter le sort pour activer les cellules souches neurales. Par exemple, nous savons que le GPCR est une étape clé du processus, et la famille de protéines GPCR est devenue une cible médicamenteuse majeure pour le traitement de diverses maladies. Si nous concevons des médicaments ciblant le CPCR, nous pouvons contrôler la réactivation des cellules souches neurales.

Cette idée offre une stratégie potentielle pour utiliser les médicaments existants afin de traiter les troubles du développement neurologique et nous offre également une nouvelle façon d’activer les cellules souches neurales.