Stéroïdes, insuline et croissance Les mouches dopent la recherche Steroids, insulin and growth The flies dope the research

Au cours du développement, la croissance d’un organisme est étroitement contrôlée pour conférer la taille et les proportions harmonieuses qui caractérisent l’espèce en adaptation avec les conditions environnementales [1]. Au sein d’un organisme, la croissance d’un organe fait appel à trois processus : la croissance cellulaire qui augmente la taille des cellules, la prolifération cellulaire et la mort cellulaire qui régulent le nombre de cellules. La taille et la forme finales d’un organe sont régulées à la fois par des signaux extrinsèques de type hormonaux et par le programme génétique dépendant de l’activité des morphogènes [2, 3]. Deux paramètres principaux déterminent l’étendue de la croissance tissulaire : la vitesse de croissance des cellules et la durée de la période de croissance. Chez la plupart des organismes supérieurs, la période de croissance est restreinte aux phases juvéniles du développement et s’achève par une étape de maturation sexuelle. Deux types distincts de signaux hormonaux modulent ces paramètres. Les molécules de la famille des insulines régulent le rythme de la croissance, alors que les transitions développementales permettant d’atteindre la maturation sont sous le contrôle d’hormones stéroïdiennes. Le lien entre ces deux systèmes qui déterminent la taille finale d’un organisme est largement inconnu. La drosophile s’est imposée au fil des dernières années comme un excellent modèle d’étude de la croissance. Chez cet insecte dit « holométabole » car il subit une métamorphose, les périodes embryonnaires et larvaires se succèdent et conduisent à la formation d’une pupe au sein de laquelle se reconstruisent les futurs tissus adultes. Du fait de la métamorphose pupale, la taille finale de l’animal est déterminée par la taille de la larve à l’issue d’une période de forte croissance larvaire (Figure 1A) [4, 5]. De manière comparable à la situation des vertébrés, la vitesse de croissance chez la larve de drosophile est stimulée par des molécules de la famille des insulines, appelées Dilp (pour drosophila insulin-like peptides), tandis que la fin de la période de croissance larvaire est sous le contrôle de l’ecdysone, la principale hormone stéroïdienne chez les insectes. La signalisation insuline/IGF (IIS) a été particulièrement étudiée pour son implication dans le contrôle du taux de croissance cellulaire in vivo. Chez les invertébrés, l’IIS est fortement conservée et les Dilp portent à la fois les fonctions métaboliques de l’insuline et les fonctions de croissance des IGF [6]. Ces molécules sont sécrétées par deux groupes de neurones appelés IPC (insulin-producing cells), chacun localisé dans un hémisphère du système nerveux [7]. Elles agissent sur un récepteur unique, InR (insulin receptor), qui active la cascade des protéines kinases PI3-kinase/Akt et augmente la croissance cellulaire via la rétention cytoplasmique du facteur de transcription de type forkhead dFOXO [8, 9] (Figure 1B). L’étude des nombreux mutants de la voie du récepteur à l’insuline a clairement établi l’importance de ce mécanisme humoral dans le contrôle de la croissance et du métabolisme des tissus larvaires en fonction des conditions environnementales [10]. Comme chez les mammifères, la production des homologues de l’insuline est régulée par les niveaux de sucres circulants [11, 12]. Chez les insectes, le corps gras larvaire est assimilé au foie et aux tissus adipeux des vertébrés de par ses fonctions humorales et de stockage. Cet organe joue le rôle de senseur de la nutrition et contrôle la croissance des tissus périphériques en agissant à distance sur la signalisation insuline [13, 14]. Cette régulation peut alors réduire le taux de croissance et conduire à une extension compensatoire de la durée du développement afin d’atteindre une taille finale normale [15]. La durée de la période de croissance larvaire est régulée …