Biologie cellulaire

Biologie cellulaire

Tous les organismes vivants sont constitués d’unités biologiques de base appelées cellules. La biologie cellulaire étudie les cellules du point de vue de leur structure, de leur fonctionnement et de leur comportement.

Appliquée à la science de la reproduction, la biologie cellulaire permet de comprendre comment la division cellulaire, la différenciation (acquisition de caractéristiques distinctes par différents types de cellules), la signalisation cellulaire et d’autres structures et mécanismes influencent la fertilité et la santé de la descendance. Au sein du Réseau Québécois en Reproduction (RQR), plusieurs équipes cherchent à mieux comprendre ces mécanismes complexes.

Division cellulaire

La division cellulaire est un processus fondamental de la biologie cellulaire qui permet la croissance, le renouvellement et la reproduction des organismes vivants. Il existe deux types de division cellulaire : la mitose et la méiose. Qu’elle soit mitotique ou méiotique, la division cellulaire repose sur une coordination rigoureuse des événements moléculaires assurant la duplication fidèle du matériel génétique et sa répartition équitable entre les cellules filles.

L’équipe de Jean-Claude Labbé cherche à comprendre comment les cellules souches germinales s’organisent pour se diviser dans la bonne direction, de façon à rester en contact avec leur environnement immédiat, appelé « niche ». Ce contact est essentiel pour qu’elles puissent à la fois se renouveler et produire des cellules spécialisées.

Teruko Taketo s’intéresse à la méiose, un type de division cellulaire qui se produit uniquement dans les cellules germinales et qui donne naissance aux ovules et aux spermatozoïdes. Elle étudie notamment les erreurs pouvant survenir à différentes étapes de ce processus et qui peuvent entraîner des troubles de la fertilité.

Les erreurs de division cellulaire peuvent causer des aneuploïdies, un phénomène où les cellules héritent d’un nombre anormal de chromosomes, ce qui peut perturber leur fonctionnement, entraîner des malformations congénitales ou favoriser le développement de cancers. Greg FitzHarris étudie les causes des aneuploïdies dans les ovules.

Jullien Flynn utilise la drosophile (mouche des fruits) comme modèle animal pour montrer que certaines régions répétitives de l’ADN, appelées ADN satellite, peuvent provoquer des erreurs dans la division des cellules et affecter la fertilité.

Signalisation cellulaire

L’équipe de Clémence Belleannée s’intéresse à la signalisation cellulaire par le cil primaire, une antenne présente à la surface de la plupart des cellules du corps ; son absence peut perturber la fertilité et contribuer au développement de cancers, comme le cancer de la prostate.

Étienne Audet-Walsh étudie comment les hormones sexuelles, comme les androgènes et les estrogènes, influencent les cellules de la prostate et de la glande mammaire, et comment des substances appelées perturbateurs endocriniens peuvent modifier ces effets en agissant sur le fonctionnement et le comportement des cellules.

André Tremblay s’intéresse à la façon dont se développent le cancer du sein et celui de l’ovaire. Il étudie plus précisément des capteurs situés dans le noyau des cellules, appelés récepteurs nucléaires, qui activent certains gènes lorsque les cellules reçoivent des signaux hormonaux.

L’équipe de Christopher Price étudie les effets de la régulation hormonale sur le fonctionnement de cellules dans l’ovaire (granulosa, thèque et endothéliales) et sur le développement des follicules.

Pour démontrer que les cellules de l’épididyme, un organe du système reproducteur masculin, interagissent avec les spermatozoïdes et participent ainsi à la fertilité, Sylvie Breton utilise différentes approches de biologie cellulaire, notamment la microscopie. Daniel Cyr, également intéressé par l’épididyme, étudie comment l’environnement influence la différenciation cellulaire et peut nuire à la fertilité masculine.

Jonctions cellulaires

L’équipe d’Isabelle Plante s’intéresse à la biologie cellulaire dans le contexte du développement des glandes mammaires. Elle étudie les échanges entre les cellules du sein qui sont assurés en grande partie par les jonctions intercellulaires. Une dérégulation des jonctions intercellulaires est associée au cancer du sein.

Les jonctions cellulaires serrées et les protéines claudines font partie des sujets de recherche d’Aimee Ryan. Elle étudie le rôle de ces protéines dans le développement embryonnaire.

Mitochondries

Les mitochondries sont des organites essentiels au bon fonctionnement des cellules animales. Elles produisent l’énergie nécessaire ainsi que divers cofacteurs métaboliques impliqués, entre autres, dans les processus reproductifs. François Richard s’intéresse au rôle des mitochondries dans les cellules du cumulus, qui entourent l’ovocyte dans l’ovaire. Son objectif est de comprendre comment certaines molécules, appelées nucléotides cycliques, influencent l’activité mitochondriale durant la maturation de l’ovocyte en laboratoire.

Types cellulaires

On distingue environ 250 types cellulaires différents dans le corps humain. Certains présentent un intérêt particulier en biologie de la reproduction.

Par exemple, les trophoblastes sont des cellules essentielles au développement de l’embryon dans l’utérus durant les premiers jours de la vie. Ils forment la majeure partie du placenta. Le laboratoire de William Pastor étudie ces cellules afin de mieux comprendre la régulation du développement précoce du placenta.

Claude Robert étudie les ovocytes, les plus grosses cellules du corps humain. Il s’intéresse particulièrement aux mécanismes qui leur permettent de croître et d’accumuler les substances essentielles au développement de l’embryon dans les premiers jours suivant la fécondation.

Les cellules souches sont des cellules immatures capables de se transformer en différents types cellulaires. L’équipe de Serge McGraw utilise des cellules souches embryonnaires de souris ainsi que des cellules souches pluripotentes induites (iPSCs) dérivées de patients pour mieux comprendre les mécanismes à l’origine des troubles (neuro)développementaux chez les enfants.

Les cellules souches spermatogoniales sont les premières cellules à l’origine des spermatozoïdes dans les testicules. Elles se multiplient pour se renouveler et produire des cellules qui se transformeront progressivement en spermatozoïdes. L’équipe de Makoto Nagano étudie ces cellules afin d’améliorer les techniques de préservation de la fertilité chez les jeunes garçons appelés à recevoir des traitements contre le cancer.

Les spermatozoïdes sont les cellules reproductrices mâles chargées de transporter l’information génétique du père jusqu’à l’ovule. Pour réussir cette mission, ils disposent de propriétés biologiques particulières. Pierre Leclerc s’intéresse à ces caractéristiques qui rendent possible la fécondation.

Les cellules de Leydig font partie du système de reproduction mâle. Ces cellules sont situées dans les testicules et fabriquent la testostérone, une hormone essentielle pour que tout ce processus fonctionne correctement. Le groupe de recherche dirigé par Jacques J. Tremblay s’intéresse au développement et aux fonctions des cellules de Leydig.

Yojiro Yamanaka s’intéresse, entre autres, à la forme des cellules et à la façon dont elles changent au cours du développement. Il étudie aussi l’évolution et la formation du système reproducteur féminin chez les vertébrés.