Biographie
Intérêts de recherche - intérêts principaux
Notre laboratoire se penche sur les sentiers métaboliques mitochondriaux qui régulent la longévité et les fonctions biologiques des cellules souches. Grâce à nos recherches, nous développerons de nouvelles stratégies thérapeutiques afin d’améliorer la régénération des tissus pendant le vieillissement et les maladies dégénératives.
Programme de recherche
Organelles essentielles jouant un rôle fondamental dans le métabolisme cellulaire, les mitochondries sont des entités dynamiques dont la structure est constamment contrainte à subir des évènements de fission et de fusion, des changements morphologiques globaux et des perturbations de leurs états bioénergétiques. Il est bien connu qu’une absence de régulation de la dynamique mitochondriale est un facteur clé dans la pathogénèse de nombreuses maladies dégénératives et pendant le vieillissement. Cependant, l’effet relatif de cette dynamique sur les fonctions des cellules-souches et sur la régénération des tissus est encore bien mal compris. Récemment, nos études ont permis de découvrir que les mitochondries orchestrent un programme de transcription nucléaire via une signalisation rétrograde médiée par des espèces réactives de l’oxygène (ROS) priorisant ainsi l’auto-renouvèlement des cellules-souches et défavorisant leurs différenciations. Par conséquent, la perturbation des dynamiques mitochondriales modifie le profil métabolique et oxydoréductif des cellules-souches et affaiblit leur auto-renouvèlement et leur capacité de régénération.
Ces observations mènent aux deux postulats suivants :
- Les mitochondries sont des régulateurs clés dans le maintien des fonctions des cellules-souches et ce tout au long de leurs vies ;
- Une perte de la fonction mitochondriale joue un rôle majeur dans le déclin du potentiel régénérateur des cellules-souches musculaires lors du vieillissement et des maladies dégénératives musculaires.
Nos études visent à comprendre les mécanismes par lesquels les processus dynamiques et les fonctions mitochondriaux contrôlent le profil métabolique, le destin et le maintien des cellules-souches musculaires chez les individus sains et malades. Afin de répondre à ces questions, nous utilisons des approches métabolomiques, transcriptomiques et protéomiques. Notre programme de recherche établira de nouvelles stratégies thérapeutiques afin de restaurer le potentiel de la régénération des tissus musculaires chez les patients souffrant de maladies dégénératives et aussi de contrer les effets du vieillissement.
Les étudiants et les boursiers postdoctoraux intéressés à se joindre à notre laboratoire sont invités à contacter la professeure Mireille Khacho.
Publications sélectionnées
- Khacho M., Clark A., Svoboda, S.A., MacLaurin J.G., Lagace D.C., Park P.S. and Slack R.S. Mitochondrial dysfunction underlies cognitive defects as a result of neural stem cell depletion and impaired neurogenesis. Human Molecular Genetics (2017). DOI: 10.1093/hmg/ddx217.
- Khacho M. & Slack R.S. Mitochondrial and ROS signaling coordinate stem cell fate decisions and life-long maintenance.Antioxidant and Redox Signaling(2017). DOI:10.1089/ars.2017.7228.
- Khacho M., Clark A., Svoboda, S.A., Azzi J., MacLaurin J.G., Meghaizel C., Sesaki H., Lagace D.C., Germain M., Harper M.E., Park P.S. and Slack R.S. Mitochondrial dynamics impact stem cell identity and fate decisions by regulating a nuclear transcriptional program. Cell Stem Cell 19(2):232-247 (2016).
- Audas T., Audas D.E., Jacob M.D., Ho D.J., Khacho M., Wang M., Perera J., Gardiner C., Bennett C., Head T., Kryvenko O.N., Jorda, M. Daunert S., Malhortra A., Trinkle-Mulcahy L., Gonzalgo M.L. and Lee S. Adaptation to stressors by systemic protein amyloidogenesis. Developmental Cell 39(2): 155-168 (2016).
- Khacho M., Tarabay M., Patten D., Khacho P., MacLaurin J., Guadagno J., Bergeron R., Cregan S.P., Harper M.E., Park D., Slack R.S. Acidosis overrides oxygen deprivation to maintain mitochondrial function and cell survival. Nature Communications (2014) DOI.10.1038/ncomms4550.
- Patten D., Wong J., Khacho M., Soubannier V., Mailloux R.J., Pilon-Larose K., MacLaurin J.G., Park D.S., McBride H.M., Trinkle-Mulcahy L., Harper M.E., Germain M., Slack R.S. OPA1 senses metabolic changes through SLC25 family proteins to regulate mitochondrial function. EMBO J 33(22):2676-2691 (2014).