À la suite de son travail de thèse sur la biologie des virus oncogènes, Pierre Léopold s’intéresse à la biologie du développement et étudie la prolifération cellulaire lors de la formation de l’embryon de drosophile (stage post-doctoral dans l’équipe du Pr. P. O’Farrell, UCSF). Ce travail lui permet d’identifier un nouveau complexe cdk, cyclin C/Cdk8, impliqué dans la fonction du mediator, contrôlant la transcription par la polymérase II[1],[2]. Il étudie également la fonction d’un autre complexe cdk, cyclin H/Cdk7, et de son rôle dans le démarrage de la transcription zygotique au cours du développement précoce de la drosophile[3].
Après son retour en France, il entreprend avec son équipe d’étudier les mécanismes de croissance des organes et des organismes sur le modèle drosophile. Les approches utilisées sont à la frontière entre la génétique et la physiologie et permettent d’adresser deux grandes questions du domaine de la croissance. Dans un premier temps, l’équipe s’intéresse aux mécanismes d’induction de la croissance par la nutrition. Ce travail met en évidence le rôle d’organes « sentinelles » contrôlant la croissance de manière systémique en réponse à l’information nutritionnelle. Cette recherche utilise les outils génétiques propres au modèle drosophile (cribles génétiques non biaisés, perte de fonction par ARN-interférence spatialement ciblées) pour appréhender les relations inter-organes et plus particulièrement les relais endocrines existant entre les tissus périphériques et le complexe central (cerveau/glandes endocrines) où sont produites les hormones de type insuline/IGF et stéroïdes. Ces travaux mettent en lumière la réponse à un signal nutritionnel de type acide aminé activant la voie de la kinase TOR dans le corps gras (équivalent fonctionnel du foie et du tissu adipeux chez les insectes)[4]. Cette activation conduit à la production de facteurs spécifiques qui induisent la production des hormones de croissances systémiques de type insuline/IGF par le cerveau[5],[6],[7],[8]. Ces travaux mettent également en lumière les interactions entre hormones de croissance (insuline/IGF) et l'hormone stéroïdienne (ecdysone) contrôlant le programme développemental[9].
En parallèle à cet axe de recherche, l’équipe étudie les mécanismes de coordination de la croissance entre les organes qui permet le maintien des proportions en réponse à une altération localisée de la croissance, ainsi que le couplage entre la croissance tissulaire et la progression développementale. Elle identifie un mécanisme hormonal pressenti 30 ans plus tôt qui permet aux tissus lésés (ablation tissulaire ou croissance tumorale) d’agir sur la croissance des autres tissus et sur la sortie de la période juvénile par le biais de la production d’une hormone de type relaxine appelée Dilp8 et de son récepteur Lgr3 dans le cerveau[10],[11],[12].
Depuis plus récemment, les travaux de l’équipe portent sur l’étude des mécanismes génétiques de la précision développementale qui permettent un ajustement fin des paramètres de croissance au cours du développement, observé en particulier dans le cas des organes bilatéraux[13].
Ces travaux interrogent la physiologie normale des systèmes biologiques, ainsi que les dérèglements métaboliques observés en réponse à l’altération des voies de réponse aux hormones (insuline/IGF, stéroïdes), à la formation de tumeurs, ou lors de la régénération tissulaire.
