Dans un laboratoire du centre médical UT Southwestern de l'Université du Texas, des chercheurs ont immortalisé en vidéo un phénomène longtemps jugé impossible : un fragment d'ADN s'est spontanément échappé du noyau d'une cellule humaine pour migrer vers sa voisine. Une séquence capturée par vidéomicroscopie montre comment des cellules aux noyaux marqués en rouge et en vert entrent en contact, moment précis où un fragment d'ADN vert pénètre dans la cellule rouge. Il ne s'agit pas d'une simulation numérique, mais d'un enregistrement authentique illustrant une observation réalisée pour la première fois en 2024 sur des cellules de mammifères et publiée en 2026 dans la revue scientifique Cell.
Si le transfert horizontal de gènes est bien connu chez les bactéries et les organismes unicellulaires comme moteur essentiel de leur évolution, il était jusqu'ici considéré comme rarissime, voire impossible, chez les eucaryotes complexes, y compris l'humain. En temps normal, l'ADN demeure hermétiquement confiné au sein du noyau, protégé par une double membrane. Toutefois, lors de lésions cellulaires ou d'erreurs de division, des micronoyaux peuvent apparaître : il s'agit de fragments massifs d'ADN ou même de chromosomes entiers qui se retrouvent isolés dans le cytoplasme, séparés du noyau principal. Les travaux de Peter Lee, professeur adjoint au Children’s Research Institute de l'UT Southwestern, révèlent que ces micronoyaux ne se contentent pas de rester dans leur cellule, mais peuvent s'en évader pour migrer via des « nanotubes » — de fins ponts cytoplasmiques reliant des cellules adjacentes — avant de s'intégrer au génome de la cellule réceptrice.
L'équipe du professeur Lee a délibérément endommagé des cellules rétiniennes et rénales humaines pour induire la formation de micronoyaux, avant de les mélanger à des cellules saines. Le suivi microscopique a permis d'observer ce transfert d'ADN dans moins de 5 % des cas, un événement rare mais régulier. Le matériel génétique transféré s'est avéré héréditaire : les cellules filles ont reproduit et transmis ces nouveaux gènes, notamment des fragments de chromosome Y (masculin) passés de cellules mâles à des cellules femelles. Des résultats identiques ont été obtenus sur des lignées de cellules cancéreuses et des cellules souches pluripotentes capables de se différencier en n'importe quel type cellulaire.
On savait déjà que de l'ARN, des protéines et des organites pouvaient circuler entre les cellules via des nanotubes (des structures de contact cytoplasmique). Cependant, l'ADN lui-même avait longtemps échappé à une observation directe, et sa fréquence réelle dans un organisme vivant demeure incertaine. Les expériences de Peter Lee prouvent que ces ponts intercellulaires sont capables de transporter de larges molécules d'ADN double brin, qui s'incorporent ensuite aux chromosomes de la cellule hôte par recombinaison. Un expert en biologie moléculaire a qualifié ces travaux de première preuve vidéo directe d'un transfert horizontal de gènes au sein de cellules de mammifères vivantes.
Bien que ce phénomène soit rare, ses répercussions biologiques pourraient être considérables. Dans le cas des tumeurs, des oncogènes mutés ou des segments d'ADN endommagés pourraient être transmis à des cellules saines voisines, accélérant ainsi l'évolution du cancer, favorisant l'hétérogénéité tumorale et complexifiant les traitements. Le mécanisme précis de ce transfert et la nature exacte des gènes susceptibles de migrer de la sorte restent à explorer, la rareté de l'événement rendant tout dépistage rapide impossible sans techniques vidéo spécialisées.
Cette découverte ne remet pas en cause la transmission verticale classique des gènes des parents à leur progéniture, qui demeure le principal mode d'hérédité. Elle apporte néanmoins un éclairage nouveau et inattendu sur la variabilité génétique au sein des organismes multicellulaires. Il apparaît que les cellules ne sont pas des unités totalement isolées : au sein d'un même organisme, des échanges de fragments d'ADN massifs entre « voisines » sont possibles, ce qui pourrait influencer l'adaptation des tissus et la progression des maladies.
Les chercheurs font désormais face à un défi de taille : déterminer la fréquence de tels transferts dans un organisme vivant, identifier les séquences ou gènes les plus enclins à migrer, et évaluer si ce mécanisme peut être exploité par la médecine ou s'il doit, au contraire, être bloqué lors du traitement des cancers.
Cette percée illustre parfaitement la manière dont la science continue de dévoiler la complexité et la dynamique fascinantes de la vie à l'échelle cellulaire. Les cellules de notre corps se révèlent bien plus « sociables » et interconnectées qu'on ne le pensait auparavant. La possibilité d'un transfert horizontal de fragments d'ADN via des nanotubes enrichit notre vision de la coopération et de l'adaptation biologiques.
Loin d'être des « forteresses » isolées au génome verrouillé, les cellules apparaissent comme une communauté active capable de partager du matériel génétique en cas de besoin.
Ces recherches ouvrent de nouvelles perspectives en oncologie, en médecine régénératrice et en thérapie génique. La nature se montre encore plus flexible que prévu, ce qui ouvre la voie à des découvertes futures prometteuses.
