Détail du laboratoire

  Niveau supérieur

Laboratoire du Dr Patrick Narbonne

Notre laboratoire cherche à découvrir les mécanismes moléculaires qui contrôlent la prolifération des cellules souches. Ces mécanismes sont importants, car leur dérèglement peut entrainer la formation de tumeurs, et éventuellement le cancer. Leur manipulation pourrait également mener à de nouvelles approches en médecine régénératrice. Pour arriver à cette fin efficacement, nous utilisons un organisme modèle très simple et transparent appelé C. elegans qui nous permet d'utiliser une panoplie d'outils transgéniques de pointe (protéines fluorescentes, CRISPR/Cas9, imagerie in vivo, etc.).

Recherches

Vue à faible grossissement d'un C. elegans hermaphrodite adulte en train de se nourrir de bactéries E. coli, et ayant déjà pondu plusieurs œufs.
Le cancer pourrait être une maladie des cellules souches. Soutenant cette hypothèse, une forte corrélation positive existe entre le rythme de prolifération des différents types de cellules souches adultes chez l’humain et la probabilité de développer un cancer dans les tissus régénérés par ces mêmes cellules souches (Tomasetti and Vogelstein, Science 2015). En d’autres mots, cela voudrait dire que plus nos cellules souches se divisent, plus notre risque de développer un cancer augmente. Ceci simplement parce que la réplication cellulaire est un processus imparfait et chaque fois qu’une cellule se divise, elle risque de faire une erreur, engendrant une mutation. C’est l’accumulation de ces mutations au fil des années qui, combinée à la sélection naturelle, tend à dérégler nos cellules souches et à provoquer des tumeurs, puis le cancer. Il est donc crucial de mieux comprendre les mécanismes qui régulent la prolifération des cellules souches.

Nous nous intéressons particulièrement à un mécanisme qui lie le rythme de prolifération des cellules souches à la demande pour leur progéniture différenciée. En effet, quand un tissu est endommagé, la prolifération des cellules souches est stimulée, puis leur progéniture se différencie afin de remplacer les cellules perdues. À l’inverse, si le tissu est en bon état, un signal empêche la prolifération inutile des cellules souches. L’origine et la nature de ce signal demeurent encore nébuleuses. Ce signal est pourtant hyperimportant, car son blocage conduit directement à la formation de tumeurs (Narbonne et al. PLoS Genetics, 2017). Nous travaillons donc à décortiquer ce mécanisme de régulation homéostatique de la prolifération des cellules souches.

Pour arriver efficacement à notre but, nous utilisons majoritairement les cellules souches de la lignée germinale du nématode C. elegans comme système modèle pour comprendre cette régulation. Cet organisme offre beaucoup d’avantages qui permettent de progresser rapidement. Entre autres, sa cuticule est transparente, ce qui nous permet de marquer des protéines endogènes impliquées dans la régulation des cellules souches, et de les visualiser à haute résolution à l’intérieur d’animaux vivants. C’est aussi un modèle génétique efficace et très économique.

Vue à plus fort grossissement de la lignée germinale d'un C. elegans hermaphrodite adulte vivant, dont les membranes plasmiques sont marquées avec une protéine verte fluorescente transgénique.

Nous nous intéressons aussi au vieillissement et à la façon avec laquelle celui-ci influence l’activité des cellules souches. Nos travaux ont aidé à démontrer que les cellules souches tendent à demeurer plus longtemps en quiescence chez les animaux plus âgés (Narbonne et al. Development, 2015) et nous voulons élucider les mécanismes responsables de cette détérioration.

Publications

Robinson-Thiewes, S.w, Dufour, B.w, Martel, P-O.w, Lechasseur, X., Danielle Brou, A.A., Roy, V., Chen, Y., Kimble, J. & Narbonne, P.* (2021) Non-autonomous regulation of germline stem cell proliferation by somatic MPK-1/MAPK activity in C. elegans, Cell Reports 35, 109162.

Roy, V., Gagné, O., Hamiche, K., Labbé, J-C., Narbonne, P.* (2018) Expression of endogenous PAR-4A & C after CRISPR/Cas9 -mediated genome editing, microPublication Biology 000075.

Narbonne, P.* (2018) The effect of age on stem cell function and utility for therapy, Cell Medicine 10: 1-9.

Narbonne, P.*, Maddox, P.S., Labbé, J-C. (2017) DAF-18/PTEN signals through AAK-1/AMPK to inhibit MPK-1/MAPK in feedback control of germline stem cell proliferation, PLoS Genetics 13(4) : e1006738.

Narbonne, P.w, Gerhold, A.R.w, Maddox, P.S., Labbé, J-C. (2016) The C. elegans GSCs: A powerful model for in vivo study of adult stem cell regulation, Int J Stem Cell Res Ther 3: 044.

Narbonne, P.*, Maddox, P.S., Labbé, J-C. (2015) DAF-18/PTEN locally antagonizes insulin signalling to couple germline stem cell proliferation to oocyte needs in C. elegans, Development 142, 4230-41.

Narbonne, P., Gurdon, J.B. (2012) Amphibian interorder nuclear transfer embryos reveal conserved embryonic gene transcription, but deficient DNA replication or chromosome segregation, The International Journal of Developmental Biology 56: 975-986.

Narbonne, P., Miyamoto, K., Gurdon, J.B. (2012) Reprogramming and development in nuclear transfer embryos and in interspecific systems, Current Opinion in Genetics and Development 22, 450-458.

Narbonne, P., Simpson, D.E., Gurdon, J.B. (2011) Deficient induction response in a Xenopus nucleocytoplasmic hybrid, PLoS Biology 9 (11): e1001197.

Kim, J., Hung, W., Narbonne, P., Roy, R., Zhen, M. (2010) C. elegans STRADa and SAD cooperatively regulate neuronal polarity and synaptic organization, Development 137, 93-102.

Narbonne, P., Roy, R. (2009) Caenorhabditis elegans dauers need LKB1/AMPK to ration lipid reserves and ensure long-term survival, Nature 457, 210-214.

Narbonne, P., Roy, R. (2008) Genes that affect both cell growth and polarity mediate stem cell quiescence, Frontiers in Bioscience 13, 995-1002.

Narbonne, P., Roy, R. (2006) Regulation of germline stem cell proliferation downstream of nutrient sensing, Cell Division 1:29.

Narbonne, P., Roy, R. (2006) Inhibition of germline proliferation during C. elegans dauer development requires PTEN, LKB1 and AMPK signalling, Development 133, 611-619.

Équipe

Étudiants au doctorat (1694) : 

  • Jichao Deng
  • Alexandre Clouet
  • Pier-Olivier Martel
  • Lloyd Fotso
  • Alexandre Clouet
  • Armi Chaudhari

Étudiants à la maîtrise (1662) :

  • Matthieu Valet
  • Xavier Lechasseur
  • Sarah Turmel-Couture

Stagiaires :

  • Erika Emond (BRPC)
  • Janina Rieger (Mitacs)