Chercheur.es principaux
de l'Institut du cancer
Rosalind et Morris
Goodman
Une question fondamentale en biologie régénérative concerne la manière dont les cellules souches exécutent des comportements tels que l'auto-renouvellement et la différenciation au bon moment et au bon endroit pour assurer le maintien à vie de nos tissus. Dans le laboratoire Cockburn, nous souhaitons comprendre ce problème dans le contexte de la peau, la barrière essentielle qui nous protège de l'environnement et l'un des tissus à renouvellement les plus rapide de notre corps.
En combinant des modèles de souris génétiquement modifiées avec la microscopie multiphotonique in vivo, nous observons les cellules souches dans la peau vivante et suivons leurs comportements pendant des heures, des jours ou même des semaines alors que la régénération se déroule en temps réel. Notre objectif est de créer une image de la manière dont la régénération saine est orchestrée au niveau des cellules individuelles, des voisinages cellulaires locaux et des signaux à l'échelle du tissu, et d'identifier comment les problèmes de communication cellulaire locale contribuent au déclenchement de tumeurs cutanées.
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L'épiderme est la couche la plus externe de notre peau et la barrière protectrice essentielle qui sépare notre corps de l'environnement extérieur. Dans le cadre de cette fonction protectrice, des milliards de cellules épidermiques terminalement différenciées sont éliminées de la surface du corps chaque jour. Le remplacement de ces cellules est alimenté par une population sous-jacente de cellules souches qui est continuellement active, réalisant des comportements tels que la différenciation et l'autorenouvellement pour soutenir la structure et la fonction épidermiques. Ces comportements doivent se produire précisément au bon moment et au bon endroit pour maintenir une peau saine et doivent également être très réactifs aux conditions environnementales et physiologiques changeantes. Dans le laboratoire Cockburn, notre objectif est de comprendre comment les comportements des cellules souches épidermiques sont contrôlés et organisés dans l'espace et le temps lors de la régénération saine de la peau, et comment ces schémas déraillent dans le contexte des maladies cutanées.
- Comment la communication cellulaire déraille-t-elle dans les contexte de maladies ? Dans de nombreux cas, les maladies cutanées se produisent en mosaïque, ce qui signifie que des groupes de cellules mutantes et saines sont entremêlées dans la peau d'un patient. Nous créons des modèles génétiques pour visualiser et suivre à la fois les cellules saines et malades dans la peau vivante, dans le but de comprendre comment les interactions entre ces deux populations contribuent à la progression ou améliorent la progression de la maladie. How does cell communication go awry in disease? In many cases cutaneous diseases occur mosaically, meaning that patches of mutant and healthy cells are interspersed within a patient’s skin. We are generating genetic models to visualize and track both healthy and diseased cells in the living skin, with the goal of understanding how crosstalk between these two populations contributes to, or ameliorates, disease progression.
- Comment les cellules souches communiquent-elles entre elles ? Nous avons précédemment démontré que les cellules souches dans l'épiderme forment, les unes pour les autres, un environnement dynamique et en évolution constante, les choix du destin d'une cellule influençant le comportement ultérieur de ses voisines (Mesa*, Kawaguchi*, Cockburn* et al., 2018). Notre groupe vise maintenant à comprendre le langage moléculaire que les cellules souches utilisent pour communiquer entre elles alors qu'elles coordonnent leurs comportements. How do stem cells talk to one another? We previously demonstrated that stem cells in the epidermis act as a dynamic and ever-evolving niche for one another, with one cell’s fate choices influencing the later behavior of its neighbors (Mesa*, Kawaguchi*, Cockburn* et al, 2018). Our group now aims to understand the molecular language that stem cells use to talk to one another as they coordinate their behaviors.
- Comment les tissus s'adaptent-ils aux changements environnementaux ? La peau est confrontée au défi unique de protéger notre corps d'un environnement externe en constante évolution. Notre travail précédent a fourni une carte moléculaire et comportementale à haute résolution du processus de différenciation des cellules souches épidermiques (Cockburn*, Annusver* et al., 2022). Nous souhaitons maintenant comprendre comment les cellules souches modifient différents aspects de ce processus pour répondre aux demandes environnementales changeantes. How do tissues adapt to environmental change? The skin faces the unique challenge of protecting our bodies from a constantly changing external environment. Our previous work provided a high-resolution molecular and behavioral map of the epidermal stem cell differentiation process (Cockburn*, Annusver* et al. 2022). We now want to understand how stem cells modify different aspects of this journey in order to respond to changing environmental demands.
- Professeure adjointe au Département de biochimie et à l'Institut du cancer Rosalind & Morris Goodman
- Boursière de recherche junior 1 du FRQS
Équipe
Jacinthe Sirois Assistante de recherche Research Assistant 
Olivia Costanzo Étudiant.e de premier cycle Undergraduate Student 
Sophie Viala Étudiant.e au doctorat PhD Student 
Vandana Nathan Étudiant.e de premier cycle Undergraduate Student
Découvertes majeures
- 2018 Homeostatic epidermal stem cell self-renewal is driven by local differentiation.
- 2022 Gradual differentiation uncoupled from cell cycle exit generates heterogeneity in the epidermal stem cell layer.
- 2023 Live imaging reveals chromatin compaction transitions and dynamic transcriptional bursting during stem cell differentiation in vivo.
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