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Les bobines intestinales détiennent les secrets de la formation des organes

Nos tripes, et tous nos organes, sont disposés selon des schémas asymétriques gauche-droite à l’intérieur de notre corps, de sorte que tout puisse s’adapter.

Dans le même temps, le développement d’organes tels que l’intestin est tout sauf aléatoire. Chez les embryons sains, la rotation de l’intestin au cours du développement se produit toujours dans le sens inverse des aiguilles d’une montre et est parfaitement synchronisée. C’est un processus compliqué que les scientifiques ont longtemps cherché à comprendre.

Maintenant, une étude publiée le 23 septembre dans la revue Science révèle que la rotation de l’intestin au cours du développement est orchestrée par deux vagues d’expression d’un facteur de transcription appelé Pitx2. Il s’avère que la deuxième vague est déclenchée par des signaux mécaniques dans un tissu élastique qui ancre le tube intestinal et devient furthermore tard un conduit pour les vaisseaux sanguins et lymphatiques qui alimentent le tube intestinal.

Les résultats ont des implications importantes pour comprendre les mécanismes de base de la formation des organes, ce qui pourrait aider les initiatives de diagnostic et de prévention des malformations congénitales, telles que la malrotation intestinale et le volvulus, où les intestins en développement se tordent et s’étranglent.

“L’ensemble du tractus gastro-intestinal est un tube qui absorbe tous nos nutriments, et il est géant, il doit donc faire une boucle pour s’adapter à l’intérieur de notre corps”, a déclaré Natasza Kurpios, professeur agrégé de médecine moléculaire au Collège de médecine vétérinaire et auteur principal de l’étude. Bhargav D. Sanketi, doctorant au laboratoire de Kurpios, est le premier auteur de l’article.

“Ce que nous avons découvert il y a des années, c’est que le bouclage est hautement conservé et très, très réglementé”, a déclaré Kurpios.

Il s’avère que des organes tels que le cœur, le foie, les poumons et l’intestin (intestins) sont tous situés de manière asymétrique – trouvés sur un côté du corps, ou s’étendant sur la gauche et la droite, mais pas centrés. Comprendre remark l’intestin se forme avec une asymétrie gauche-droite pourrait révéler des schémas de développement trouvés dans d’autres organes, tels que le cœur.

Des travaux antérieurs ont montré qu’un gène appelé Nodal induit la première vague de Pitx2 pour établir le plan corporel précoce. Mais la présence de Nodal est de courte durée, et une fois qu’il stimule l’expression de Pitx2, il disparaît avant que la rotation intestinale ne se produise. Ainsi, pendant longtemps, on ne sait pas remark Pitx2 reste actif pour diriger la rotation de l’intestin lorsque Nodal est parti. “Notre première shock a été que l’expression de Pitx2 disparaît, puis revient lorsque le tube digestif est prêt à boucler”, a déclaré Kurpios. “Et donc la question était, qu’est-ce qui réveille Pitx2?”

Les chercheurs ont découvert qu’un capteur, le TGF-bêta, reste latent jusqu’à ce qu’il soit activé par des forces mécaniques. Dans le cas de l’intestin, cela est dicté par le mésentère dorsal qui s’attache et maintient le tube intestinal en area. Pour diriger la rotation, le tissu du mésentère dorsal se dilate considérablement du côté droit et se compacte du côté gauche. Lorsqu’il le fait, le TGF-bêta détecte ces forces changeantes et active l’expression d’une deuxième obscure de Pitx2, qui stimule la boucle du tube intestinal. En d’autres termes, l’onde de Pitx2 qui établit l’asymétrie corporelle est différente de l’onde qui fait tourner l’intestin.

Dans l’étude, les chercheurs ont utilisé des souris et des embryons de poulet modifiés, ce qui permet à Kurpios et à ses collègues d’ouvrir une petite fenêtre dans la coquille de l’œuf afin qu’ils puissent voir le développement et manipuler l’expression des gènes.

Le laboratoire du co-auteur Jan Lammerding, professeur à la Meinig Faculty of Biomedical Engineering, a utilisé une sonde dans des embryons vivants pour mesurer la rigidité et l’élasticité du mésentère dorsal. Les mesures ont révélé une expansion sur le côté droit et le freinage induit par le TGF-bêta-Pitx2 de cette expansion sur le côté gauche, ce qui a créé la quantité parfaite d’inclinaison dans le tissu pour un bon bouclage du tube intestinal.

L’étude a été soutenue par l’Institut countrywide du diabète et des maladies digestives et rénales  la marche des dix sous l’Institut nationwide du cœur, des poumons et du sang  la Fondation Volkswagen et le Cornell Center for Vertebrate Genomics.