Au cours du développement rien n'est laissé au hasard. Par exemple, l'intestin s'enroule toujours dans le même sens afin d'occuper un volume minimal évitant ainsi tout risque d'occlusion. L'établissement de l'asymétrie droite-gauche joue un rôle essentiel dans ce phénomène. Mais qui décide du sens d'enroulement et comment cette information est-elle transmise aux organes ? L'équipe de Stéphane Noselli à l'institut de Biologie Valrose a mis en évidence le rôle clé de 2 gènes conservés: la myosine ID (MyoID), qui agit en amont et détermine le sens d'enroulement, et la cadhérine Dachsous (Ds), qui relaye cette information dans les cellules précurseurs de l'intestin pour son enroulement dirigé. Cette étude est publiée dans la revue
Developmental Cell.
Le développement à sens unique de l'intestin n'est pas un cas isolé ; en effet, il en est de même d'autres organes comme le coeur, les poumons, le cerveau, la rate, etc. dont la position dans le corps, la forme et la fonction dépendent aussi des mêmes mécanismes. Les défauts d'asymétrie droite-gauche, qui touchent environ 1 personne sur 10.000, sont à l'origine de plusieurs pathologies ou syndromes, et sont considérés comme une cause majeure de défauts cardiaques congénitaux. Par ailleurs, de nombreuses fausses-couches sont attribuées à des défauts de latéralité de l'embryon.
Figure: Comment faire une boucle dans l'intestin. Chez la drosophile adulte, l'intestin fait une boucle toujours dans le même sens dit dextral (A). La direction dans laquelle cette boucle se fait dépend du gène Myosin ID. Dans un mutant myoID, l'intestin boucle à l'envers (boucle sinistrale; B). Les chercheurs ont montré que l'information de direction provenant de MyoID est transmise à l'intestin via une interaction directe avec la cadherine Dachsous. Les drosophiles ont absorbé de la nourriture contenant un colorant alimentaire (bleu) afin d'observer la forme de l'intestin par transparence.
© Nicanor Gonzales-Morales Le développement procède par étapes successives, et l'une des plus importantes est la définition dans l'espace des grands axes du corps: antérieur-postérieur, dorsal-ventral et droite-gauche. Cette information spatiale est primordiale pour le développement approprié des organes, leur localisation relative, leur forme, leur taille et
in fine leur fonction. Alors que de nombreux gènes sont connus pour affecter l'asymétrie droite-gauche quand ils sont mutés, peu de choses sont connues en ce qui concerne le passage de cette information initiale à un organe entier. Quels gènes et quels mécanismes sont-ils impliqués ?
L'équipe de Stéphane Noselli à l'institut de Biologie Valrose à l'Université de Nice, a exploré ces mécanismes en s'intéressant aux gènes requis pour l'enroulement stéréotypé de l'intestin chez la mouche du vinaigre (drosophile). Il a pu être montré que l'intestin possède sa propre boussole, appelée organisateur droite-gauche, exprimant le gène myosine ID. MyoID est connu pour orienter d'autres organes chez la drosophile, et en son absence, l'intestin s'enroule à l'envers. Pour la première fois, l'équipe de S. Noselli a pu montrer que MyoID interagit directement (interaction protéine-protéine) avec la cadhérine atypique Dachsous (Ds), et que cette interaction est requise pour changer la forme des cellules précurseurs de l'intestin et les 'tordre' dans un sens, provoquant l'enroulement dirigé de l'organe. En l'absence du gène Ds, les cellules ne sont plus capables d'interpréter le message de MyoID, et l'intestin reste linéaire sans s'enrouler.
Ds est une protéine bien connue, jouant un rôle clé dans la polarité planaire (Planar Cell Polarity, PCP). La polarité planaire permet d'orienter les cellules dans le plan selon l'axe antérieur-postérieur, responsable par exemple de l'organisation des cellules stéréo-ciliées présentes dans l'oreille interne et nécessaire à notre équilibre.
Ce travail établit un lien nouveau entre la voie droite-gauche (MyoID) et la voie PCP impliquant la cadhérine Ds. Le rôle de myoID est d'orienter l'activité de Ds d'un côté, selon un mécanisme moléculaire encore inconnu. Le couplage entre ces deux voies représente un mécanisme original de transmission d'information spatiale essentiel à l'organogenèse et à notre latéralité.