La prolifération des cellules est contrôlée par un système complexe dont le bon fonctionnement est crucial à la vie cellulaire et dont la dérégulation peut engendrer de nombreuses pathologies, comme les cancers. Malgré leur importance, les mécanismes qui contrôlent le cycle cellulaire restent mal compris et leurs principes de base sont difficiles à étudier du fait de leur complexité. Pour s’attaquer à cette problématique, Damien Coudreuse propose dans le projet SyntheCycle (« Architecture and logic of the eukaryotic cell cycle ») une approche synthétique, qui consiste à simplifier artificiellement le système de contrôle du cycle cellulaire chez une levure appelée levure de fission ou Schizosaccharomyces pombe.
« En étudiant des systèmes simples, on peut comprendre ce qui se cache derrière des systèmes plus complexes », indique Damien Coudreuse.
La constitution d’une équipe pour l’exploration des mécanismes de division cellulaire
Chargé de recherche CNRS à l’Institut Génétique et Développement de Rennes (IGDR - CNRS/Université Rennes 1) depuis 2012, Damien Coudreuse est biologiste cellulaire et généticien de formation. Après plusieurs années aux Pays-Bas et aux États-Unis, il a monté sa propre équipe à l’IGDR. Grâce à la bourse de l’ERC, il a pu embaucher 4 post-doctorants et un technicien.
« Ce qui a changé avec l’ERC, c’est la qualité des CV reçus pour rejoindre notre équipe », se félicite Damien Coudreuse.
L'ERC a aussi permis de financer un microscope à « spinning disc » qui permet de faire de l’imagerie de cellules vivantes sur plusieurs générations. Cet instrument est à la base du projet, les membres de l’équipe le font fonctionner 24h sur 24.
« Il y a peu de financements équivalents en France qui permettent à une équipe d’acquérir un tel matériel », souligne Damien Coudreuse.
Le chercheur apprécie surtout la liberté donnée par l’ERC de faire des recherches exploratoires, certes plus risquées mais pouvant potentiellement aboutir à des avancées majeures.
Des innovations techniques au service de découvertes en biologie
Pour relever ces défis, Damien Coudreuse et ses collaborateurs ont commencé par développer des technologies nouvelles, notamment en microfluidique. Cette technique utilise des microcanaux qui alimentent des chambres miniaturisées dans lesquelles poussent des cellules, permettant ainsi de contrôler de manière très précise l’environnement de ces cellules tout en les observant au microscope. Or, le matériau le plus couramment utilisé pour la fabrication de ces microcanaux absorbe les molécules que Damien Coudreuse teste sur les cellules. Impossible alors de connaître les quantités réellement ajoutées et d’interpréter le comportement des cellules ! Pendant un an, un post-doctorant financé par le CNRS a recherché un matériau adéquat. Le résultat ?
« Nous avons aujourd’hui la seule technologie qui montre zéro absorption en microfluidique », se réjouit Damien Coudreuse
Cette technique mise au point, il a pu développer son travail sur le cycle cellulaire.
« Pour certaines de nos problématiques, les modèles existants sont pour la plupart basés uniquement sur des approches de modélisation mathématique», explique le biologiste.
Ses propres travaux in vivo ont amené le chercheur à établir de nouveaux modèles de fonctionnement du cycle cellulaire, pour lesquels des publications sont en préparation. Un autre point a retenu l’attention du chercheur : « Dans notre projet, nous développons des cellules simples qui fonctionnent aussi bien que des cellules sauvages, avec une bonne réponse au stress ». Alors pourquoi les cellules de levure sont-elles si complexes ? Quel avantage cela leur fournit-il ? Est-ce qu’une cellule simplifiée vieillit de la même manière ? Le projet est encore en cours, et les questions restent nombreuses pour Damien Coudreuse et son équipe.
