#trendsincellbiology #ADNmitochondrial #pluripotence Dynamique de l’ADN Mitochondrial et Reprogrammation vers la Pluripotence

 

Le Remodelage du Métabolisme Mitochondrial est requis pour la Reprogrammation Cellulaire vers la Pluripotence. La reprogrammation des cellules somatiques en iPSCs comprend la transition d’une morphologie mitochondriale à partir d’une structure allongée en réseau touffu de ramifications, filamenteuse, en un ensemble de petits organites bien distincts. D’un état de phosphorylation oxydative (OXFOS) dominante, le métabolisme dévie vers la glycolyse dans les cellules somatiques, en avec cette mutation morphologique ; comme cela est illustré ici dans l’exemple des iPSCs. Les modifications supplémentaires qui surviennent au cours de la reprogrammation incluent une réduction en copies d’ADNmt, une altération des niveaux de métabolites liés au cycle de l’acide tricarboxylique (TCA), des changements de niveaux régnant de Ca²⁺, et la production de groupements Fe-S, ainsi qu’une stimulation des mécanismes oxydatifs. Le dysfonctionnement mitochondrial peut perturber ces transitions métaboliques clé et peut résulter en une reprogrammation incomplète, une différenciation spontanée, ou une mort cellulaire. Abréviations : iPSC, cellule souche pluripotente induite ; mtDNA, ADN mitochondrial – ADNmt ; OXPHOS, phosphorylation oxydative ; TCA, acide tricarboxylique.

Les cellules de mammifères, erythrocytes mis à part, hébergent des mitochondries qui sont des organites fournissant de l’énergie, des métabolites intermédiaires ; ainsi que des activités complémentaires visant à soutenir la viabilité cellulaire, la réplication et d'autres fonctions cellulaires. Les mitochondries contiennent du génome circulaire en copies multiples appelé ADN mitochondrial (ADNmt) dont les séquences individuelles sont rarement identiques (homoplasmie) du fait de mutations héréditaires ou sporadiques, avec pour conséquence la coexistence de génotypes ADNmt multiples (hétéroplasmie). Ici, nous examinons des mécanismes potentiels pour le maintien ou la variation de l’hétéroplasmie survenant lors de l’induction de cellules souches pluripotentes (iPSCs) générées par une reprogrammation cellulaire ; puis, nous discutons plus avant des manipulations pouvant altérer l’hétéroplasmie et impacter ce faisant les performances en termes de différenciation cellulaire. Cet éclairage additionnel permettra le développement de modèles de pathologies basés sur des modèles cellulaires iPSCs et de thérapies cellulaires différenciées. Alexander J. Sercel, et al, dans Trends in Cell Biology, publication en ligne en avant-première, 7 janvier 2021

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