Des recherches récentes montrent que la protéine du récepteur de l’insuline (INSR) est essentielle à la longévité et à la croissance des cellules souches du cerveau.
Selon une étude de l’Université Rutgers, la protéine réceptrice de l’insuline stimule également la croissance des cellules souches cancéreuses du cerveau.
Les cellules souches sont les matières premières de l’organisme – ce sont les cellules qui donnent naissance à toutes les autres cellules ayant des fonctions spécialisées. Dans les bonnes circonstances, les cellules souches de l’organisme se divisent pour produire de nouvelles cellules appelées cellules filles.
Les humains contiennent des cellules souches neurales dans leur cerveau. Ces cellules souches cérébrales peuvent se développer en neurones, en astrocytes ou en oligodendrocytes. Comme les cellules souches neurales génèrent tous les types de cellules du cerveau, il existe une multitude de cellules souches dans le cerveau d’un embryon. En fait, la majorité des cellules du cerveau naissent au stade de l’embryon. Ces cellules persistent jusqu’à l’âge adulte et se retrouvent dans des régions particulières du cerveau. Les cellules souches neurales sont essentielles au bon fonctionnement de votre cerveau.
Selon une recherche de l’Université Rutgers, un récepteur qui a été identifié comme nécessaire à l’action de l’insuline et qui se trouve également sur les cellules souches neurales situées au fond du cerveau des souris est crucial pour la longévité des cellules souches cérébrales, une découverte qui a des implications importantes pour la santé du cerveau et les futures thérapies pour les troubles du cerveau.
La recherche, publiée dans le journal Stem Cell Reports, se concentre sur une protéine particulière connue sous le nom de récepteur de l’insuline (INSR), qui est prévalente dans les cellules souches neurales de la zone sous-ventriculaire du cerveau. Les cellules souches neurales donnent naissance à l’ensemble du système nerveux tout au long du développement et persistent à l’âge adulte. Au cours de la vie d’une personne, ces cellules souches neurales génèrent de nouveaux neurones et des cellules non neuronales qui contribuent à l’infrastructure et au fonctionnement du cerveau.
Utilisations alternatives
Séparément, en étudiant les tumeurs cérébrales, les chercheurs ont découvert que l’INSR joue un rôle important dans la survie et le maintien d’une population de cellules spécialisées dans le cancer du cerveau, connues sous le nom de cellules souches de glioblastome (GBM). Ils ont pu réduire la croissance de ces cellules primitives formant des tumeurs en inactivant l’INSR dans les cellules souches de GBM.
“Il est important de comprendre les mécanismes moléculaires qui sont essentiels à la croissance et au maintien des cellules souches du cerveau dans des états de croissance normaux et anormaux”, a déclaré l’auteur de l’étude, Steven Levison, professeur de neurosciences au département de pharmacologie, de physiologie et de neurosciences et directeur du laboratoire de neurobiologie régénérative de l’école de médecine Rutgers du New Jersey. “Comprendre les signaux qui régulent ces cellules primitives pourrait un jour conduire à de nouvelles thérapeutiques pour les troubles du cerveau.”
De nombreux troubles neurodégénératifs, comme la sclérose en plaques, la maladie de Parkinson et Alzheimer’s disease, are connected with the destruction of brain cells, said co-author Teresa Wood, a Distinguished Professor and Rena Warshow Endowed Chair in Multiple Sclerosis in the Department of Pharmacology, Physiology, and Neuroscience at Rutgers New Jersey Medical School.
“If we could influence how brain stem cells function then we can use this knowledge to replace diseased or dead brain cells with living ones, which would advance the treatment of neurological diseases and brain injuries,” said Wood, who also teaches and conducts research at the Cancer Institute of New Jersey.
Cell receptors such as INSR are protein molecules that reside on the surfaces of cells. Substances, either natural or human-made, that open the “lock” of a receptor can spur a cell to divide, differentiate or die. By identifying which receptors perform these functions on specific cell types, and by understanding their structures and functions, scientists can design substances that act as keys to receptors, to turn them “on” or “off.”
Key to maintaining neural stem cells
Previous studies by this research team had shown that a certain “key,” the signaling protein that is known as the insulin-like growth factor-II (IGF-II), was necessary to maintain the neural stem cells in the two places of the adult brain that harbor these primitive cells. In the current experiment, scientists were looking to identify the receptor. To do so, they used genetic tools that allowed them to both delete the INSR and introduce a fluorescent protein so they could track the neural stem cells and the cells they generate. They found that the numbers of neural stem cells in the subventricular zone in the brains of mice lacking the INSR collapsed.
Adult neurogenesis – the idea that new cells are produced in the adult brain – has been a burgeoning field of scientific inquiry since the late 1990s, when researchers confirmed what had only been a theory in lab studies of human, primate, and bird brains. Neural stem cells in the adult are stem cells that can self-renew and produce new neurons and the supporting cells of the brain, oligodendrocytes, and astrocytes.
“Given the widespread interest in stem cells as well as interest in whether alterations to adult stem cells might contribute to cancer, our research findings should be of interest,” Levison said.
Other Rutgers authors included Shravanthi Chidambaram, Fernando J. Velloso, Deborah E. Rothbard, Kaivalya Deshpande, and Yvelande Cajuste of the Department of Pharmacology, Physiology, and Neuroscience at Rutgers New Jersey Medical School. Other participating investigators were at the University of Minnesota, the Albert Einstein College of Medicine, and Brown University.
Reference: “Subventricular zone adult mouse neural stem cells require insulin receptor for self-renewal” by Shravanthi Chidambaram, Fernando J. Velloso, Deborah E. Rothbard, Kaivalya Deshpande, Yvelande Cajuste, Kristin M. Snyder, Eduardo Fajardo, Andras Fiser, Nikos Tapinos, Steven W. Levison and Teresa L. Wood, 5 May 2022, Stem Cell Reports.
DOI: 10.1016/j.stemcr.2022.04.007
