Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
D

développement et différenciation (suite)

Culture de cellules et différenciation

Soit un exemple précis : des fibroblastes issus de tissus humains normaux sont mis en culture. La croissance de la culture, d’abord exponentielle, aboutit à un palier. Si l’on prend comme critère de différenciation des fibroblastes leur capacité à synthétiser du collagène, on établit une relation entre vitesse de croissance et différenciation en mesurant la quantité de collagène produite en fonction du temps, et l’on se rend alors compte que la synthèse de collagène augmente d’une façon significative lorsque la culture atteint la phase en plateau. L’étude de l’intervention de certaines enzymes intracellulaires dans la synthèse du collagène en fonction de l’activité mitotique montre que l’activité enzymatique est dépendante de la densité de la population cellulaire, c’est-à-dire des contacts qui s’établissent entre les membranes plasmiques des cellules en culture. Par ailleurs, on a pu montrer que des cellules isolées d’un même tissu sont effectivement capables de se reconnaître entre elles grâce à des structures caractéristiques localisées au niveau des membranes.

L’étude des cultures de tissus cancéreux est également source d’enseignement. La prolifération cellulaire y est importante, mais les structures établies, hautement différenciées, se reproduisent identiques à elles-mêmes. Au début du processus de cancérisation, on peut donc rechercher des phénomènes analogues à la différenciation. Il n’est guère possible d’intervenir assez tôt sur des tumeurs spontanées ; aussi est-ce aux tumeurs expérimentales que l’on s’adresse. On y observe des états précancéreux qui rappellent la détermination, et là n’est pas la seule analogie avec le développement embryonnaire. Des protéines spécifiques apparaissent, dont certaines sont communes aux carcinomes et aux embryons, qui, eux, les perdent à la naissance. Ces faits, cependant, si intéressants qu’ils soient, n’apportent pas encore de solutions aux problèmes posés, qu’il s’agisse de la différenciation des cellules ou de la cancérisation : les techniques de la biologie moléculaire et les résultats importants qu’elles ont permis d’obtenir orientent maintenant la recherche.


Biologie moléculaire et différenciation

Puisque la différenciation n’est pas due à une perte ou à un gain au niveau des chromosomes, il faut bien admettre que les gènes sont contrôlés de façon qu’ils ne fonctionnent pas tous en même temps. Leur activité s’adapte à la situation dans laquelle se trouve la cellule : les systèmes de régulation génétique ont été bien étudiés chez la Bactérie Escherichia coli, et l’on admet généralement que les résultats peuvent être transposés aux cellules beaucoup plus complexes des organismes pluricellulaires. Il s’agit, en effet, de comprendre pourquoi deux cellules sœurs commencent à synthétiser des protéines différentes et ce qui les détermine à produire continuellement le même groupe de protéines. Il est essentiel de trouver des systèmes simples qui puissent servir de modèles d’étude. La différenciation d’anticorps spécifiques par les plasmocytes, en réponse à l’injection d’un corps étranger, constitue l’un de ces modèles, mais on s’adresse de préférence à des systèmes plus simples. Le développement des virus, c’est-à-dire la synthèse des protéines qui en permettent la reproduction au sein de la cellule hôte, celle des éléments structurels qui les constituent, enfin l’assemblage final des protéines de la capside représentent une séquence d’événements rappelant, à une échelle plus modeste, la différenciation d’un organisme en voie de développement. Deux bactériophages ont été bien étudiés à cet égard (lambda et T4), parasites de E. coli. Des études très poussées, génétiques et biochimiques, ont déjà permis d’identifier la plupart des A. R. N. messagers dont la synthèse accompagne les différentes phases du développement. On a pu mettre en évidence certains des relais de régulation qui commandent à la séquence d’événements irréversibles. Toute la chronologie du développement est contrôlée de manière rigoureuse par des circuits élémentaires de régulation qui ont été analysés. C’est la première fois que l’on approche d’aussi près les mécanismes biochimiques qui président à la chronologie du développement d’un organisme, si modeste qu’en soit la taille et si simples que soient les étapes de son développement.

Malgré tout, il ne faut pas être hypnotisé par les succès de la biologie moléculaire et penser qu’ils pourront être automatiquement étendus aux cellules des plantes et des animaux supérieurs. La part de l’hypothèse est encore trop grande, et le problème de la différenciation cellulaire reste, comme celui des interactions constructives entre cellules, pour l’instant sans solution. Il s’agit là de questions capitales auxquelles les biologistes apporteront peut-être des réponses dans les décennies à venir.

R. M.

➙ Cellule / Croissance / Dédifférenciation / Embryon / Embryonnaire (état) / Fécondation / Hormone / Insecte / Larve / Métamorphose / Mue / Protéines / Puberté / Sexe / Virus.

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