Présentation du programme
Identités et destins cellulaires
Un enjeu de santé publique majeur
En France, les tumeurs cérébrales sont les cancers les plus fréquents après les leucémies chez les enfants de moins de 15 ans. Elles touchent près de 500 nouveaux enfants chaque année (Chiffres 2021). La plupart des survivants ont des séquelles à long terme et des traitements sévères qui affectent leur qualité de vie et leur place dans la société. Ces maladies ont par conséquent un poids individuel, familial et sociétal important.
Des trajectoires cellulaires qui déraillent
Une seule cellule permet le développement d’un organisme entier. Elle donne naissance à l’ensemble de toutes les cellules qui constituent le corps humain, un ensemble de plus de 30 000 milliards de cellules distinctes ! Pourtant, ces cellules partagent la même information génétique dans leur ADN. Cet ADN, organisé en 23 paires de chromosomes, permet de coder des milliers de gènes.
Au cours du développement, l’information génétique est lue différemment par les différents types cellulaires, comme les neurones ou les cellules musculaires. Ainsi, différentes combinaisons de gènes sont activées selon les trajectoires cellulaires empruntées. Ces trajectoires décrivent comment une cellule se spécialise et assume un rôle spécifique dans l’organisme.
Cependant, cette lecture de l’information génétique peut être perturbée. Dans ce cas, la cellule peut suivre une trajectoire anormale à un mauvais moment. Ce type d’erreur peut à terme se manifester par des maladies inflammatoires, neurodégénératives, mais aussi le cancer.
Le programme Cell-ID explore des questions cruciales en biologie du développement, particulièrement liées au développement neurologique et aux cancers cérébraux pédiatriques :
- Comment les cellules acquièrent-elles leur identité ? Chaque cellule possède un génome qui fonctionne de manière dynamique et autonome, mais nous ne comprenons pas encore totalement comment ce génome dirige les décisions et trajectoires des cellules au cours du temps.
- Comment ces diverses populations cellulaires contribuent-elles à l’organisation 3D des tissus cérébraux ? L’absence de connaissances sur la manière dont chaque cellule interagit dans le temps et l’espace limite notre capacité à développer des traitements efficaces. Nous ne pouvons pas, par exemple, distinguer les événements cellulaires initiaux de ceux qui se produisent en réponse à une maladie, ni anticiper l’effet d’un traitement sur les différentes cellules d’un tissu.
- Quelles sont les déviations non physiologiques impliquées dans l’apparition et la progression des tumeurs cérébrales chez l’enfant ? Actuellement, les enfants atteints de tumeurs cérébrales sont souvent diagnostiqués à un stade avancé, lorsque les cellules tumorales se sont déjà largement propagées dans le système nerveux central. Nous avons besoin de méthodes de diagnostic plus précoces, non invasives, pour détecter la maladie avant l’apparition des symptômes, ainsi que pour surveiller les patients à risque et prévenir les rechutes.
Ces questions restent sans réponse en raison de deux obstacles principaux :
- L’expertise nécessaire avec la combinaison des technologies qui nécessite un cadre spécifique pour la coopération et la coordination entre les institutions de recherche et les cliniques.
- Les technologies pour la résolution cellulaire et spatiale dans les tissus complexes sont seulement en cours de développement ;
- Le coût de ces méthodes ;
La mission de Cell-ID
Le programme de recherche Cell-ID « Identités et destins cellulaires » vise à comprendre les mécanismes qui régissent les identités et les destins cellulaires, et à déterminer quand les cellules déraillent. En se concentrant sur le développement normal du système nerveux, il étudie en parallèle le cas de certains cancers pédiatriques du cerveau, qui seraient lié à une dérégulation du destin cellulaire durant le développement embryonnaire.
Les approches
Il s’agit d’utiliser des méthodes d’imagerie, de génomique fonctionnelle, d’analyse de données et de modélisation, ainsi que les nouveaux modèles de tissus complexes. Ces approches offrent de formidables possibilités pour comprendre quand, comment et pourquoi une cellule suit un destin particulier en conditions normales. Elles donnent aussi un moyen de comprendre comment la cellule perd son identité et dérive par rapport à son destin normal lors de pathologies.
Les résultats attendus
Cell-ID, en s’appuyant sur l’initiative LifeTime 2020 et le concept de médecine d’interception cellulaire, permettra la compréhension des mécanismes cellulaires sous-jacents au développement neurologique, tout en soutenant les avancées technologiques et la formation de la prochaine génération de scientifiques interdisciplinaires. À terme, cette initiative ouvrira la voie à l’amélioration du diagnostic, à l’évaluation du risque de progression ou de récurrence de la maladie et à l’adaptation des traitements dès les premiers stades. Elle débutera par l’étude des cancers pédiatriques du cerveau, avec la possibilité de l’étendre à d’autres pathologies connexes à l’avenir.
Les découvertes issues de ce programme pourraient représenter des avancées majeures applicables à d’autres maladies, bien au-delà de celles étudiées ici. Ce projet est donc une opportunité unique pour structurer la communauté scientifique française et la placer à la pointe de la recherche internationale dans ce domaine prometteur qu’est la médecine d’interception.