Une nouvelle technique de culture d’organes pour la transplantation
On est encore loin de pouvoir réaliser la vision de la culture d’organes destinés à être utilisés dans des procédures de transplantation qui sauveraient des vies. Toutefois, les travaux du professeur Jacob Hanna sur les cellules souches ouvrent la voie à la concrétisation de cette vision.
Des cellules souches à un stade plus précoce
Hanna et son équipe du département de génétique moléculaire de l’Institut Weizmann des sciences ont trouvé un moyen de cultiver des cellules souches humaines à un stade beaucoup plus précoce que ce qui était possible auparavant. De plus, les cellules souches qu’ils ont créées sont beaucoup plus compétentes, ce qui signifie qu’elles sont capables de s’intégrer plus efficacement à leur environnement hôte.
Cela améliore considérablement les chances d’obtenir ce que l’on appelle une chimère inter-espèces – permettant aux cellules d’une créature de jouer un rôle important dans le développement d’une autre.
Les résultats de cette recherche démontrent que des cellules humaines très précoces peuvent être créées puis intégrées avec succès dans des souris, en raison de leur état indifférencié, ou « naïf », dans lequel elles peuvent se développer en n’importe quel type de cellule dans le corps, y compris d’autres cellules souches.
Un nouveau protocole
En outre, les chercheurs exposent un protocole permettant d’augmenter considérablement l’efficacité (ou la compétence) avec laquelle ces cellules peuvent s’intégrer. L’amélioration de notre capacité à créer et à étudier ces types de cellules pourrait être utilisée à l’avenir pour transférer des cellules et même des organes, d’un animal à un autre, y compris l’homme.
Le laboratoire d’Hanna a innové en 2013 lorsqu’il a été le premier à injecter des cellules souches humaines dans des souris et à montrer qu’elles pouvaient s’intégrer avec succès dans les embryons en développement de ces dernières. Huit ans après la publication de cette étude, Hanna et son équipe ont estimé qu’ils pouvaient aller plus loin en tentant de produire une forme de cellules souches encore plus précoce, « entièrement » naïve, pour l’utiliser dans des procédures similaires .
Alors qu’ils réfléchissaient à cette idée, Hanna savait que cela pourrait être presque impossible à réaliser. « Notre expérience de la production de cellules similaires chez la souris nous a appris à nous attendre à des obstacles difficiles à franchir », déclare Hanna.
Stabiliser les cellules souches
Ces cellules souffrent normalement d’instabilité génétique et épigénétique et, en fin de compte, elles ne se différencient pas très bien, ce qui est essentiel au bon développement embryonnaire et une condition préalable à leur intégration dans l’embryon d’un autre animal. En fait, seuls 1 à 3 % des cellules transférées entre espèces parviennent à s’intégrer et à contribuer au développement.
Pour augmenter ces chiffres, les chercheurs ont inhibé deux voies de signalisation supplémentaires afin de produire des cellules souches humaines naïves dont le génome est stable, qui présentent relativement peu de problèmes de régulation génétique et, surtout, qui se différencient parfaitement.
La modification d’un gène pour la stabilité du génome
Les chercheurs ont également modifié un gène important qui contribue à la stabilité du génome, ce qui a permis d’obtenir des cellules souches non seulement compétentes, mais aussi compétitives, capables de bien s’intégrer sans causer de dommages à l’hôte. « Nous avons trouvé un moyen de rendre les cellules souches humaines plus compétentes et plus compétitives, ce qui multiplie par cinq environ les chances de réussite d’un transfert par rapport à ce que nous pouvions faire dans le passé », conclut Hanna.
Si l’étude précédente a montré que les cellules souches naïves humaines peuvent se différencier en cellules germinales primordiales – les progéniteurs des ovules ou des spermatozoïdes – les cellules souches totalement naïves produites dans la présente étude peuvent également se différencier en tissus extra-embryonnaires, comme le placenta et les cellules du sac vitellin qui soutiennent l’embryon en développement.
Ces cellules pourraient être utilisées, par exemple, comme source pour développer des embryons synthétiques sans avoir recours à des ovules de donneuses. « Atteindre cet état avec des cellules souches de souris est particulièrement difficile à réaliser », explique Hanna, notant que « les cellules humaines sont apparemment différentes. »
Un pas de plus vers la réalité des greffes d’organes
C’est peut-être la découverte la plus surprenante que les chercheurs ont faite – mettant en évidence les différences entre le comportement des cellules souches humaines et de souris, et entre les différents états des cellules naïves. Ces différences mettent en évidence le travail qu’il reste à accomplir pour que le rêve de développer des organes « sur mesure » devienne une réalité dans le monde réel. Mais cette recherche est un pas de plus vers cette réalité.
Cette recherche a été publiée dans Cell Stem Cell.
Source : Weizmann Institute of Science
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