Biologie du développement

Biologie du développement

La biologie du développement étudie comment une seule cellule, issue de la fécondation, peut donner naissance à un organisme complet formé de nombreux types de cellules, de tissus et d'organes. Au sein du RQR, plusieurs chercheurs s’intéressent à déchiffrer les mécanismes clés impliqués dans la régulation de la croissance et du développement d’organismes complexes.

Rôle de la signalisation cellulaire

Les recherches sur la signalisation cellulaire et la différenciation tissulaire permettent de comprendre comment les cellules communiquent afin de coordonner le développement des différents tissus et organes. Alexandre Boyer étudie la signalisation Hippo dans le développement testiculaire et surrénalien, ainsi que la différenciation des cellules de Sertoli dans les testicules. Derek Boerboom s’intéresse aux voies Wnt, Hippo et Slit/Robo, qui sont connues pour leurs rôles importants dans le développement embryonnaire. Les travaux de Guillaume St-Jean portent sur les voies TGF-β, Wnt et Hippo dans le développement de l’utérus et dans l’apparition des maladies utérines comme l’endométriose et les fibromes utérins. Les facteurs de transcription qui régulent le développement de l’hypophyse et, par conséquent, le développement et la fonction des organes sexuels (gonades) sont parmi les thématiques de recherche de Jacques Drouin.

Développement embryonnaire précoce

Les premières étapes du développement embryonnaire sont très importantes, car elles posent les bases de tout le corps à venir en organisant la position des futurs organes, en formant les premiers tissus et en guidant les cellules pour qu’elles prennent leur rôle spécifique. Les équipes de Lawrence C. Smith, Karina Gutierrez,  Werner Giehl Glanzner, Vilceu Bordignon, Claude Robert et Julie Brind’Amour se concentrent sur les premières étapes du développement embryonnaire, explorant la régulation épigénétique de l’activation du génome embryonnaire, les mécanismes de reprogrammation et la dynamique de l’épigénome maternel. Ces recherches sont étroitement liées aux travaux de Sarah Kimmins, Serge McGraw ou Sophie Petropoulos, qui analysent comment l’environnement prénatal et les expositions précoces influencent durablement les trajectoires développementales par des mécanismes de programmation épigénétique.

Les erreurs du développement

Des erreurs durant les processus du développement embryonnaire peuvent perturber la formation normale des organes et des tissus, ce qui peut entraîner des malformations congénitales dès la naissance. Les recherches de Jacquetta Trasler portent sur la manière dont l’environnement, y compris l’alimentation, les médicaments et les toxines, interagit avec nos gènes pour provoquer des troubles de la croissance et des malformations congénitales chez les enfants. Par ailleurs, les recherches de Loydie Jerome-Majewska permettent de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le développement des structures qui donneront naissance au visage et à la boîte crânienne au cours de la croissance embryonnaire. Le laboratoire d’Aimee Ryan étudie les protéines claudines, qui assurent la cohésion des cellules pendant l’embryogenèse, afin de mieux comprendre comment certaines mutations génétiques et facteurs environnementaux peuvent provoquer des malformations congénitales, et ainsi contribuer à leur prévention.
Le laboratoire de Nicolas Pilon étudie les neurocristopathies, un groupe de maladies génétiques rares causées par des défauts des cellules de la crête neurale, des cellules souches très polyvalentes qui donnent naissance à de nombreux types cellulaires, ce qui explique pourquoi ces maladies peuvent affecter plusieurs parties du corps de manière variable.

Les recherches d’Isabelle Plante portent entre autres sur le développement normal des seins, qui dépend d’une bonne communication entre les différentes cellules, autant dans le tissu de soutien (le stroma) que dans le tissu qui produit le lait (l’épithélium).

Développement du système reproducteur

Le développement des cellules germinales est l’une des thématiques de recherche fondamentales en biologie du développement, car ces cellules sont responsables de la transmission du patrimoine génétique à la génération suivante. Notamment, Jean-Claude Labbé s’intéresse au développement des cellules germinales à partir du syncytium germinal, une structure où plusieurs cellules restent connectées entre elles par de petits canaux, ce qui permet d’échanger des nutriments, des protéines et d'autres éléments importants pour leur développement. En parallèle, les recherches sur la différenciation folliculaire, la gamétogenèse et le maintien de la fertilité chez la femelle, menées par Marc-André Sirard, Bruce Murphy, Kalidou Ndiaye, Bernhard Payer, Claude Robert et Greg FitzHarris, permettent de saisir les liens entre qualité des ovocytes, division cellulaire et potentiel de développement embryonnaire. Yojiro Yamanaka s’intéresse à l’évolution et au développement des organes reproducteurs femelles chez les vertébrés. Le développement des cellules germinales chez les mâles constitue l’intérêt majeur pour Makoto Nagano, qui étudie les cellules souches productrices de spermatozoïdes (cellules souches spermatogoniales, SSC). Par ailleurs, Jacques Tremblay s’intéresse à la façon dont les cellules de Leydig, les cellules responsables de la production de la testostérone, se forment et fonctionnent.

Interactions mère-placenta-fœtus

Les processus complexes de la placentation et les interactions entre la mère, le placenta et le fœtus jouent un rôle central dans la biologie du développement, car ils sont indispensables à la croissance harmonieuse du fœtus, au bon déroulement de la grossesse et à la régulation des échanges vitaux entre les deux organismes. Les travaux de William Pastor cherchent à comprendre les mécanismes de la formation du placenta et le rôle des cellules spécialisées appelées trophoblastes dans ce processus. Les recherches menées par Rima Slim et Cathy Vaillancourt permettent de mieux comprendre les processus complexes de la placentation et les interactions mère-placenta-fœtus, notamment en contexte d’exposition à des perturbateurs endocriniens, à des stress ou à des complications obstétricales.

Ces recherches forment un ensemble multidisciplinaire qui répond aux enjeux actuels de la biologie du développement et ouvrent de nouvelles perspectives pour la médecine reproductive, la santé fœto-maternelle et la prévention des troubles du développement.