L’alimentation : un moyen de régénération de cellules intestinales

Les chercheurs américains de l’Université de l’Illinois se sont penchés sur la façon dont l’alimentation affecte le processus de croissance et de renouvellement des cellules épithéliales intestinales et, finalement ont regardés comment il serait possible, en « nourrissant » d’une certaine manière les cellules souches, d’induire le développement de différentes cellules, différents tissus, et de différentes tailles, ou encore, de faire en sorte qu’un tissu prolifère ou au contraire que certaines cellules (cancéreuses) cessent de croître.
Il s’agit donc d’exploiter la capacité de la paroi intestinale de répondre à notre alimentation, ce qui dépend des cellules souches regroupées dans de minuscules cryptes à la surface de l’épithélium.

Certains facteurs conduisent les cellules souches à développer plus d’épithélium, pour pouvoir traiter un flux entrant plus important de nutriments. « Chez une personne qui consomme plus d’aliments les tissus vont se développer mais à un moment donné, l’épithélium intestinal cessera de croître et même se réduira ». La plupart des cellules souches se concentrent en effet sur ce processus de remplacement. Les scientifiques ont donc cherché à identifier les signaux et les réponses cellulaires des cellules épithéliales intestinales pendant la croissance et le renouvellement. Ils ont isolé des cellules souches de cryptes épithéliales intestinales chez des souris et les ont exposées à différents niveaux de glucose, similaires à ceux observés avant ou après le repas, car ils soupçonnaient que la disponibilité du glucose pourrait déclencher le basculement d’un mode de renouvellement à un mode de croissance.

Pour confirmer cela, les scientifiques ont examiné les taux de deux voies métaboliques standard associées au renouvellement (phosphorylation oxydative) et à la croissance (glycolyse). Les deux voies convertissent le sucre ou les produits sucrés en ATP, molécule d’énergie, mais la phosphorylation oxydative produit beaucoup plus de molécules. L’expérience a montré donc que les cellules souches exposées à des niveaux plus élevés de glucose présentent des taux plus élevés de glycolyse, une voie métabolique associée à la croissance cellulaire, et que les taux de phosphorylation oxydative, une voie associée au renouvellement cellulaire, restent stables. Ainsi, les cellules souches épithéliales intestinales passent en mode « croissance » lorsqu’elles sont exposées à plus de glucose, répliquant finalement la prolifération cellulaire en cas de cancer. Et, en cas de taux de glucose élevé, les cellules souches épithéliales intestinales utilisent un réseau de protéines kinases bien spécifique pour introduire le glucose dans la cellule.

Ce constat a des implications pour le traitement des cancers : l’identification de ces 2 réseaux distincts de protéines kinases associés soit à la phosphorylation oxydative caractéristique du renouvellement, soit à la glycolyse caractéristique de la croissance ou prolifération cellulaire a des implications pour la recherche sur le cancer. L’arrêt de la prolifération cellulaire pourrait se faire en bloquant les réseaux de protéines kinases et cette étude vient de dévoiler les deux réseaux associés à la croissance et au renouvellement cellulaire.
C’est une voie thérapeutique importante pour les maladies cancéreuses de l’intestin.

Les cellules souches épithéliales intestinales forment un système modèle pour la recherche en médecine régénérative ou en cancérologie. Nourrir les cellules souches des reins ou de la moelle osseuse d’une certaine manière pourrait permettre la réparation de certains tissus.

Source Journal of Cellular Physiology – Glucose stimulates intestinal epithelial crypt proliferation by modulating cellular energy metabolism