Mécanismes de division cellulaire asymétrique : Des organismes modèles au développement tumoral

Abstract

Le processus de division cellulaire asymétrique aboutit à la génération de deux cellules filles aux caractéristiques différentes. Ce processus permet d’engendrer une diversité cellulaire nécessaire au bon développement des organismes pluricellulaires et joue également un rôle important dans l’autorenouvellement des cellules souches chez l’adulte. Les connaissances actuelles concernant les cellules souches cancéreuses suggèrent que la perte de l’asymétrie lors des divisions cellulaires peut mener à un excès de prolifération de cellules identiques et favoriser ainsi la tumorigenèse, ce qui souligne l’importance de décrypter les mécanismes menant à la division cellulaire asymétrique. Il existe deux voies possibles pour qu’une cellule se divise de façon asymétrique : soit l’asymétrie est dictée par l’environnement cellulaire proche (ou niche cellulaire), on parle alors de mécanisme extrinsèque, soit la cellule se polarise elle-même sans intervention extérieure, il s’agit alors d’un mécanisme intrinsèque à la cellule. Au cours des vingt dernières années, notre compréhension des mécanismes intrinsèques menant à la division cellulaire asymétrique a considérablement évolué grâce notamment à l’étude d’organismes modèles comme le nématode Caenorhabditis elegans et la mouche Drosophila melanogaster. Ces modèles ont permis de mettre en évidence des complexes moléculaires utilisés par la quasi-totalité des cellules se divisant de façon asymétrique et conservés jusque chez l’humain. Nous résumons ici les principaux mécanismes intrinsèques de la division cellulaire asymétrique décrits chez les organismes modèles et nous considérons la pertinence de ces modèles en regard du processus de tumorigenèse chez les mammifères.

Asymmetric cell division is the process by which a single cell gives rise to two different daughter cells. This process is important to generate cell diversity during the development of multicellular organisms, as well as for stem cell self-renewal in adults. Current knowledge on so-called cancer stem cells suggests that a loss of asymmetry during their division could lead to overproliferation and favour tumorigenesis, highlighting the importance of deciphering the mechanisms governing asymmetric cell division. Two mechanisms can lead to an asymmetric cell division: asymmetry can either be governed by proximity to a given cellular environment (or niche), in which case the mechanism is referred to as extrinsic, or the mother cell polarizes itself without external intervention, in which case the mechanism is referred to as intrinsic. In the last 20 years, our understanding of intrinsic mechanisms leading to asymmetric cell division has progressed, largely after studies carried out in model organisms such as the nematode Caenorhabditis elegans and the fruit fly Drosophila melanogaster. These models allowed the identification of molecular complexes used by nearly all the cells that divide asymmetrically, including human cells. Here we review the main intrinsic mechanisms of asymmetric cell division as described in model organisms and discuss their relevance towards mammalian tumorigenesis.