Une étude récente a révélé que le glucose (le sucre sanguin) joue un rôle essentiel en tant que régulateur principal de la différenciation des tissus, un processus par lequel les cellules souches se transforment en cellules spécialisées constituant les divers tissus du corps.
L’étude a été menée par des chercheurs de la faculté de médecine de l’université Stanford (États-Unis), et ses résultats ont été publiés dans la revue Cell Stem Cell le 21 mars. Le site EurekAlert en a également parlé.
Une découverte fortuite
Le glucose n’était pas la cible principale des chercheurs lorsqu’ils ont commencé à explorer les molécules qui stimulent la différenciation cellulaire. Ils ont mené des expériences approfondies sur des cellules souches issues de la peau humaine, en voie de devenir des kératinocytes matures – les cellules dominantes de la couche externe de la peau. Grâce à des techniques avancées, ils ont mesuré les fluctuations des concentrations de biomolécules durant le processus de différenciation.
Ils ont conclu que les molécules dont l’abondance augmentait de manière significative durant la différenciation pouvaient jouer un rôle clé dans ce processus.
Les chercheurs ont identifié 193 molécules suspectes. Fait surprenant : au lieu d’observer une baisse du taux de glucose, ils ont constaté une hausse marquée de ses niveaux à mesure que la différenciation progressait.
Cette augmentation a conduit l’équipe à réévaluer l’importance du glucose. En utilisant des analogues fluorescents ou radioactifs du glucose, les chercheurs ont pu visualiser la dynamique du glucose à l’intérieur des cellules pendant la différenciation.
À mesure que les cellules avançaient dans leur parcours de spécialisation, l’augmentation de l’intensité lumineuse observée dans les cellules indiquait une activité croissante du glucose, suggérant que ce dernier agit comme un signal clé favorisant la différenciation.
Des recherches sur d’autres types de cellules humaines – y compris les cellules graisseuses, osseuses et certains globules blancs en développement – ont montré des schémas similaires, indiquant que le rôle du glucose dans la différenciation tissulaire semble être généralisé.
Bien plus qu’une simple source d’énergie
Ces résultats ont suscité un grand intérêt. Les chercheurs ont donc approfondi l’étude de l’impact de la variation des niveaux de glucose sur la différenciation des kératinocytes, dans des conditions expérimentales variées. Ils ont découvert que des organoïdes de peau humaine – des tissus cutanés reconstruits en laboratoire et cultivés dans un milieu mimant la peau réelle – n’arrivaient pas à se différencier correctement lorsque le niveau de glucose était inférieur à la normale.
La solution a été aussi simple qu’inattendue : introduire un analogue du glucose incapable d’être métabolisé. Cette intervention a suffi à rétablir la différenciation, renforçant l’idée que le glucose joue un rôle qui va au-delà de sa fonction énergétique.
Le Dr Paul Khavari, médecin et titulaire d’un doctorat, chef du département de dermatologie à l’université Stanford, a déclaré :
« Ce fut un choc. Nous étions convaincus que le glucose n’était qu’une source d’énergie. « Mais ces analogues non métabolisables soutiennent la différenciation tout autant que le glucose classique.»
Les chercheurs espèrent désormais mieux comprendre le rôle du glucose dans les cellules saines et malades. Ce nouvel éclairage pourrait contribuer à traiter les complications liées à la régulation anormale du glucose dans des maladies comme le diabète, ou encore dans le développement du cancer – un trouble souvent associé à des cellules non différenciées et une croissance cellulaire incontrôlée.
Cette étude ouvre ainsi la voie à de futures recherches, mettant en lumière les multiples facettes que peuvent revêtir des molécules simples comme le glucose dans les processus cellulaires. Alors que la communauté scientifique reconsidère la place du glucose dans la biologie cellulaire, il devient de plus en plus clair que des fonctions insoupçonnées pourraient également être découvertes dans d’autres petites molécules.
