Lors des étapes de la différenciation cellulaire, les états déterminés ou différenciés sont transmis à travers les générations cellulaires. Le corollaire à cette stabilité est l'existence de deux mécanismes nécessairement distincts, rendant compte d'une part des transitions phénotypiques, d'autre part du maintien de l'état fonctionnel acquis par les cellules. L'expression constitutive de facteurs de transcription ainsi que des altérations structurales de l'ADN telles que la méthylation sont impliquées dans le contrôle de l'expression des gènes codant les fonctions spécifiques d'un tissu donné. Les mécanismes responsables de l'établissement de l'épigénotype restent, pour l'essentiel incompris.

Le développement associe à la différenciation un contrôle rigoureux de la prolifération cellulaire qui s'opère tout au long de la vie de l'organisme. Le concept même de la morphogénèse reflète l'existence d'interactions entre ces deux niveaux de la physiologie cellulaire que l'ont retrouvent également étroitement associés dans des situations pathologiques, en particulier l'acquisition de la malignité.

Ce travail est une étude de l'effet d'une inhibition transitoire de la prolifération sur les propriétés phénotypiques des cellules variantes d'une lignée d'hépatome de rat en culture in vitro. Les cellules de la lignée H4IIEC3 d'origine expriment de façon stable toute une série de fonctions hépatocytaires et induisent des tumeurs chez les animaux compatibles. Le clone variant C2 est caractérisé par la perte de l'état différencié et du caractère tumorigène.

Une carence partielle en cuivre, oligoélément essentiel, appliquée aux cellules C2 a permis les observations suivantes:

1. Une inhibition transitoire de la prolifération cellulaire est induite par le traitement.
2. Une augmentation d'un facteur 10 000 de la fréquence de réversion vers l'état différencié stable est enregistrée.
3. Cet effet est concomitant à une induction d'événements d'amplification d'un gène rapporteur, cohérente avec une dissociation entre prolifération cellulaire et synthèse d'ADN observée dans ces conditions.
4. Un pic de mortalité cellulaire par apoptose est enregistré au moment de l'induction de la réversion.

Une seconde série d'expériences exploite l'association du pouvoir tumorigène à la capacité des cellules à croître in vitro en milieu semi-solide. Dans ces conditions de culture, seule une fraction (1%) des cellules C2 non-tumorigènes développent des colonies tardives. Une fois acquise, la capacité à se multiplier en milieu semi-solide est stable. Ces cellules C2Ag n'expriment pas les fonctions hépatocytaires testées mais sont caractérisées par une augmentation de la fréquence de réversion et par l'expression de facteurs de transcription enrichis dans le foie.

L'ensemble des données acquises révèlent l'effet inducteur d'une inhibition transitoire de la prolifération sur la genèse de révertants différenciés stables. Ces résultats suggèrent également qu'une étape clef de la transition vers l'état malin implique l'engagement de cellules transformées dans le processus de différenciation. Ce dernier point est cohérent avec l'analyse du développement dynamique des nodules prénéoplasiques dans le foie.

La nature des observations complexes effectuées sur ce système, révèle le caractère non linéaire des mécanismes impliqués dans la dynamique des réponses cellulaires et donc la sensibilité extrême aux conditions initiales. Ce système permet d'intégrer ce caractère non linéaire à l'approche au niveau moléculaire des transitions inhérentes au développement.