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De la drosophile aux mammifères : quel est le parcours évolutif de la voie de signalisation du hérisson ?
La voie de signalisation Hedgehog est une voie de signalisation importante en biologie du développement, capable de transmettre les messages requis par les cellules embryonnaires pour promouvoir une différenciation cellulaire appropriée.
La voie de signalisation Hedgehog doit son nom à sa molécule ligand Hedgehog (Hh), une molécule de signalisation endogène présente chez la drosophile. Cette voie fournit des signaux critiques au cours du développement embryonnaire chez la drosophile et joue un rôle important à toutes les étapes du développement de l'organisme.
Dans les années 1980, Nüsslein-Volhard et Wieschaus ont utilisé la technologie de détection de mutations pour étudier en profondeur le processus de développement de la drosophile. La recherche a révélé de nombreux gènes liés au développement des somites, notamment le gène du hérisson. Les scientifiques ont découvert que lorsque les drosophiles sont dépourvues du gène Hh, leurs embryons prennent une forme anormale, courts et gros comme un hérisson, d'où le nom de ces gènes.
Des mouches des fruits aux mammifères : le processus d'évolution
La voie de signalisation Hedgehog joue non seulement un rôle chez la drosophile, mais est tout aussi importante chez d'autres animaux. Chez les mammifères, trois gènes homologues de la voie de signalisation du hérisson – le hérisson du désert (DHH), le hérisson indien (IHH) et le hérisson sonique (SHH) – sont impliqués dans de multiples processus de développement animal. SHH, en particulier, est considéré comme le membre ayant mené les recherches les plus approfondies.
Acteur clé dans de nombreux processus de développement, la voie de signalisation Hedgehog est devenue un sujet de recherche important en biologie évolutive du développement.
Le mécanisme de la voie de signalisation du hérisson a un impact profond sur le développement de différents animaux. Au cours du développement embryonnaire des vertébrés, les molécules SHH sont impliquées dans le développement des membres. Dès 1968, les expériences classiques de Saunders et Gasseling avaient montré que dans les bourgeons des membres en développement des poussins, une région appelée zone active de polarisation (ZPA) libère un facteur de diffusion. Plus tard, des initiés ont découvert que ce facteur était SHH.
Voie de signalisation et maladie du hérisson
Cependant, une activité anormale de la voie de signalisation Hedgehog est également associée à de nombreuses maladies, dont la plus préoccupante est le cancer. Le carcinome basocellulaire est l’un des cancers les plus courants et est étroitement associé à des altérations de la voie de signalisation Hedgehog. Les chercheurs ont découvert que chez les patients atteints de ce cancer, la perte de fonction du gène Patched et les mutations activatrices du gène Smoothened se chevauchent, conduisant à une activation anormale de la voie de signalisation Hedgehog, qui à son tour entraîne la formation et le développement de tumeurs.
L'activation anormale de la voie de signalisation Hedgehog favorise la croissance et la propagation des cellules tumorales.
En outre, la voie de signalisation Hedgehog a été impliquée dans le développement de nombreuses autres maladies graves, telles que le cerbelloblastome et des anomalies du développement embryonnaire telles que l'holoprosencéphalie. Des études récentes ont montré que des anomalies dans la voie de signalisation Hh peuvent entraîner des maladies respiratoires telles que la fibrose pulmonaire.
Recherche clinique et stratégies de traitement
Les inhibiteurs ciblant la voie de signalisation Hedgehog se développent rapidement pour le traitement du cancer. Les médicaments lissés tels que le vismodegib et le sonidegib ont été cliniquement approuvés et sont considérés comme ayant un grand potentiel dans le traitement de certains types de cancer. Cependant, en raison de leurs effets secondaires et des problèmes de résistance aux médicaments, il reste nécessaire de développer une nouvelle génération de médicaments thérapeutiques.
Les recherches existantes montrent que les facteurs environnementaux peuvent également affecter le fonctionnement normal de la voie de signalisation du hérisson, ce qui suggère en outre que nous devons être plus prudents dans la régulation de ce circuit.
L'évolution de la voie de signalisation Hedgehog révèle la relation complexe entre l'évolution biologique et le développement de la maladie. Il s’agit d’une exploration non seulement dans les limites de la biologie fondamentale, mais également au-delà des frontières de la biomédecine, explorant les mécanismes qui favorisent le développement et ses troubles potentiellement catastrophiques. Par exemple, depuis la recherche sur les mouches des fruits jusqu'aux applications humaines, avec le développement de la science et de la technologie, des recherches approfondies sur la voie de signalisation du hérisson deviendront une clé possible pour de nouvelles avancées biomédicales. Une telle évolution pourrait-elle pousser notre compréhension à un tout autre niveau ?
