Former un organisme fonctionnel à partir de quelques cellules souches est le défi auquel chaque embryon est confronté. La croissance et la régionalisation précoce d’un embryon nécessitent l’orchestration précise dans le temps et l’espace d’activité de gènes. Comprendre comment les programmes génétiques qui régulent le développement de l’embryon sont codés et régulés est un défi actuel de la biologie du développement.
Les efforts de notre laboratoire sont focalisés sur la compréhension des premières étapes de la formation des cellules de la crête neurale qui apparaissent à partir de l’ectoderme dorsal pendant la gastrulation et la neurulation, puis migrent dans la totalité de l’embryon en développement. Ces cellules, caractéristiques des vertébrés, et indispensables à la vie de l’embryon, posent les questions de la multipotence d’une population de cellules « souches » de l’embryon, de leur migration contrôlée dans le temps et l’espace et de leur différenciation. Les défauts de formation de ces cellules et de leurs dérivés sont responsables d’un quart des malformations congénitales et de nombreux cancers agressifs (dont le mélanome).
Les projets en cours sont orientés autour de deux axes majeurs:
1- L’identification du réseau génique responsable de l’émergence de la crête neurale
2- La compréhension de pathologies liées au dysfonctionnement de ce réseau précoce.
La crête neurale est une population cellulaire multipotente qui génère le système nerveux périphérique, les cellules pigmentées, les structures craniofaciales ainsi que de nombreux autres types cellulaires. La crête neurale est une innovation développementale des vertébrés et un modèle-clé pour déchiffrer plusieurs questions fondamentales de la biologie du développement.
Les premières étapes du développement neural sont conservées au cours de l’évolution, spécifiquement la régionalisation, la croissance et les étapes de migration. Notablement les composants principaux des réseaux géniques qui orchestrent le développement sont conservés. Notre modèle d’étude principal est l’embryon d’amphibien Xenopus laevis. Ces embryons sont abondants, accessibles à la manipulation expérimentale et des outils moléculaires sophistiqués sont disponibles pour les étudier. Nous utilisons des approches de surexpression et de perte de fonction de gènes in vivo associés à des études sur explants. Nous avons développé des stratégies d’étude de réseau géniques à large échelle couplée à des stratégies d’embryologie fine afin d’établir le réseau transcriptionnel contrôlant le développement précoce de la crête neurale. Grâce à la large gamme d’expertise représentée dans notre groupe nous utilisons aussi les embryons de poulet, de souris et des cellules en culture.
