Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Cell Reports, a permis de «montrer que l'environnement direct des cellules souches peut avoir une forte influence sur le destin cellulaire de leur descendance» dans le cadre d'un processus appelé «ségrégation de l’ADN 'biaisée'».

Pour réparer un tissu abimé à la suite d’une blessure, les cellules souches «sont capables de rentrer dans un processus de division et de générer des cellules filles spécialisées, dites 'différenciées'.

Ainsi, lors du processus de régénération musculaire, les cellules souches adultes du muscle squelettique de la souris peuvent adopter deux modes de division cellulaire: soit «une division dite 'symétrique', générant des cellules de même nature» (c'est-à-dire deux cellules souches ou deux cellules différenciées) soit «une division dite 'asymétrique' au cours de laquelle sont produites à la fois une cellule souche et une cellule différenciée».

Dans ce dernier cas, «l’ADN présent dans la cellule souche mère peut se retrouver intégralement dans la cellule souche fille tandis que l’autre cellule fille, différenciée, hérite de la copie de cet ADN».

Afin de mieux comprendre, les mécanismes régissant cette ségrégation de l’ADN 'biaisée', «l’influence de la tension qui s’exerce sur une cellule en milieu naturel, dans les tissus de l’organisme» a été analysée à l'aide de «micropatterns». Ceux-ci «sont des motifs de formes variées (ronde, carrée, en ancre de bateau simple ou double etc.) de quelques micromètres carrés, de la taille d’une à deux cellules».

Ces «micropatterns», ont été «disposés sur de petites plaques, à raison de plusieurs milliers par plaque» et «recouverts de substrat permettant aux cellules de s’attacher uniquement sur le motif».

Chaque cellule souche est alors disposée sur un micropattern, qui sert «de rail à sa division» de sorte que «ses deux cellules filles restent sur le motif». La surface d’adhésion, qui varie en fonction de la forme du motif, affecte les tensions s'exerçant sur la cellule souche et a des conséquences sur la nature des divisions.

En effet, il est apparu «qu’un motif asymétrique provoque environ 2,5 fois plus de division à ségrégation de l’ADN 'biaisée' qu’un motif symétrique» et «quatre fois plus de divisions asymétriques (donnant une cellule souche et une cellule différenciée) qu’un motif symétrique».

Par conséquent, le motif asymétrique oriente vers une division asymétrique et «favorise le couplage entre ségrégation biaisée de l’ADN et génération de deux cellules filles différentes».

De ce fait, «le destin des cellules souches ne reposerait donc pas uniquement sur des signaux cellulaires internes, mais également, et dans une forte mesure, sur des conditions extérieures, et notamment sur les tensions perçues par les cellules en division».

Cette recherche ouvre ainsi des perspectives thérapeutiques, puisque que le contrôle de l'environnement des cellules souches pourrait permettre de «choisir la nature des cellules à produire, en vue d'une transplantation dans l'organisme pour réparer un tissu lésé».

On peut enfin signaler également qu'il est instructif de comparer ces travaux avec une autre étude sur le même sujet précédemment publiée dans la même revue.