À Nice, des chercheurs de l'Institut de Recherche sur le Cancer et le Vieillissement (IRCAN) ont réalisé une première mondiale : ils ont remplacé les télomères naturels d'une levure de boulanger (Saccharomyces cerevisiae) par des télomères humains. Cette expérience, publiée dans Nature Communications, a permis d'observer en temps réel des mécanismes d'adaptation cellulaire inédits, qui éclairent la compréhension du développement des cancers.
Un choc évolutif pour les levures
Les télomères, ces capuchons protecteurs situés à l'extrémité des chromosomes, varient considérablement d'une espèce à l'autre. L'équipe dirigée par Gianni Liti, directeur de recherche à l'IRCAN, a voulu savoir ce qui se passerait si l'on rompait brutalement l'équilibre entre télomères et protéines protectrices. « Au cours de l'évolution, les télomères et les protéines se sont adaptés les uns aux autres », explique Melania D'Angiolo, chercheuse à l'IRCAN et première auteure de l'étude. « Nous voulions savoir ce qui se passerait si l'on rompait brutalement cet équilibre. »
Le résultat est immédiat : les levures « humanisées » peinent à se développer, leur génome devient instable et leur espérance de vie diminue. Mais les chercheurs ont laissé les levures évoluer pendant neuf mois, soit plus de 2 000 générations. « Avec la levure, nous pouvons observer en quelques mois un phénomène qui prendrait des milliers d'années chez l'être humain », souligne Gianni Liti.
Deux voies d'adaptation découvertes
Peu à peu, certaines levures ont retrouvé une croissance normale, comme si elles avaient appris à vivre avec ces nouveaux capuchons protecteurs. En séquençant leur ADN, les chercheurs ont identifié deux grandes voies d'adaptation. « Certaines produisent davantage de protéines chargées de protéger les télomères. D'autres désactivent le système d'alarme qui bloque habituellement la division des cellules lorsque l'ADN est endommagé », précise Melania D'Angiolo.
Fait surprenant : même si les levures retrouvent leur capacité à se multiplier, elles ne récupèrent jamais leur longévité initiale. « Notre expérience favorisait les cellules qui poussaient le plus vite, pas celles qui vivaient le plus longtemps », commente la chercheuse.
Des mutations similaires à celles des cancers humains
Plusieurs des mutations apparues au cours de cette évolution expérimentale ressemblent à celles observées dans certaines cellules cancéreuses humaines. Lorsque leurs télomères sont perturbés, ces cellules doivent trouver des solutions pour continuer à proliférer. « Ce modèle nous offre une nouvelle façon d'étudier la manière dont une cellule s'adapte à un stress touchant ses télomères », estime Gianni Liti. À terme, cette découverte pourrait permettre de mieux comprendre certains mécanismes impliqués dans le vieillissement et le développement de cancers.
Un projet de dix ans
Ces résultats sont l'aboutissement d'un projet lancé il y a près de dix ans à l'IRCAN. Initiée par Benjamin Barré, l'étude a été développée pendant la thèse de Melania D'Angiolo, dans le cadre du programme doctoral international Signalife. Les deux chercheurs poursuivent désormais leur carrière dans des institutions de renom : Harvard pour l'un, le Francis Crick Institute de Londres pour l'autre. « C'est aussi cela, la recherche : former des jeunes scientifiques qui iront ensuite porter leur expertise à l'international », souligne Gianni Liti.
