Des chercheurs identifient le rôle de “Sonic the Hedgehog” dans la réparation osseuse

Dominik Magdziak Photographie / Getty Images

La révolution technologique qui a suivi le projet du génome humain est sans doute la plus grande chose qui soit arrivée à la médecine depuis la pénicilline. Depuis le projet, de nouvelles façons sont développées quotidiennement pour étudier en profondeur ce qui est déjà connu, y compris les mécanismes génétiques.

Immergé dans l’une de ces enquêtes est un doctorat. candidat Maxwell Serowoky travaillant au sein de l’Université de Caroline du Sud Laboratoire de cellules souches de Francesca Mariani, Ph.D. Serowoky a observé une augmentation de l’activité du gène Sonic Hedgehog (Shh) pendant la récupération de la côte, élargissant la fonction du gène au-delà du rôle connu de l’embryogenèse. Les conclusions ont été publié cette semaine dans NPJ médecine régénérative.

L’équipe de recherche a couru avec l’observation de Serowoky. Après avoir trouvé l’augmentation de l’expression de Shh, les tests d’hypothèses avec des modèles de souris ont commencé. Une procédure de résection de l’os costal de 3 mm a été réalisée sur les sujets. Au cours des 28 jours suivant la résection, les chercheurs ont observé la progression de la formation de cals cartilagineux sur l’espace osseux. Ce callus indique la récupération et la repousse osseuses, un trait observé chez les humains et les souris. Au fil du temps, ce cartilage se transforme en os.

Au cours des procédures de résection, l’activité Shh a été observée, quantifiée et comparée à des souris non blessées. Les souris non blessées ont exprimé Shh à de faibles niveaux uniquement dans la moelle osseuse. Chez les souris blessées expérimentalement, Shh a été observé à des niveaux élevés dans les cellules mésenchymateuses près de la résection le troisième jour. L’augmentation de Shh a également été observée dans les tissus musculaires squelettiques voisins et les tissus périostés. Les niveaux d’expression accrus ont culminé et diminué cinq jours après la résection. On suppose que cinq jours de régulation à la hausse de Shh sont directement liés à la formation du cal cartilagineux.

Des données supplémentaires ont été recueillies au fur et à mesure que les chercheurs récoltaient et analysaient le tissu costal entourant la région réséquée. Ici, il a été déterminé que le nombre de cellules mésenchymateuses qui exprimaient des niveaux élevés de Shh atteignait environ 94 % le cinquième jour. L’expression de Shh a été observée à des niveaux inférieurs dans les tissus légèrement plus éloignés du site chirurgical mais est restée détectable.

Les chercheurs ont pu examiner la progression de la cicatrisation grâce à la coloration à la safranine-O et à la coloration H&E, processus idéaux pour l’examen des tissus et du cartilage. Après la coloration, les régions ont été mesurées pour déterminer la progression de la cicatrisation entre le jour 7 et le jour 28. Ces données ont été utilisées parallèlement à la quantification de l’expression de Shh pour étayer la conclusion générale : une régulation à la hausse de Shh est nécessaire à la formation de la cartouche de cal qui se régénère. os après blessures.

Lorsque les scientifiques ont identifié le gène Sonic Hedgehog, nommé d’après une variante du hérisson, un peu comme les gènes indiens du hérisson et du rat lunaire découverts auparavant, ils n’auraient pas pu comprendre l’importance de l’homonyme du jeu vidéo. L’observation initiale de Shh chez les mouches des fruits a révélé le rôle du gène dans l’embryogenèse, mais plus de quarante ans se sont écoulés avant que les capacités du gène ne soient exposées. En 2018, on a constaté que la stimulation de la voie Shh gâchette repousse des cheveux. Une activité anormale de la voie peut jouer un rôle dans l’agression des cellules tumorales, selon St. Hôpital pour enfants Jude en 2016. Que pourraient nous réserver les quarante prochaines années ?

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