Réparation tissulaire : et si on copiait le triton ?

14. juin 2016
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Des chercheurs australiens ont découvert une nouvelle technique pour obtenir des cellules souches. Ils veulent ainsi guérir les tissus malades ou blessés. En tant que modèle pour le processus, ils ont utilisé les amphibiens, dont les membres sectionnés peuvent facilement repousser.

Dès qu’un triton ou une salamandre se blesse, son corps réagit par un effet incroyable : la patte coupée ou d’autres organes blessés repoussent très facilement. Le mécanisme derrière ce processus vient d’être récemment copié par des scientifiques australiens [Paywall]. Avec cette nouvelle méthode, ils espèrent dans l’avenir remplacer le tissu humain.

Une équipe de chercheurs de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud dirigée par l’hématologue John E. Pimanda a réussi, à reprogrammer les cellules osseuses et de graisse afin que les propriétés de cellules souches se développent. Ils appellent les lignées cellulaires produites de cette façon les cellules souches pluripotentes induites, ou induced multipotent stem cells (iMS). Les iMS se différencient à nouveau sur le site de la blessure en chaque type de cellules nécessaires pour remplacer les tissus endommagés, selon l’approche des chercheurs. Pour cette technique, les scientifiques se sont inspirés de la nature. Une situation similaire se produit chez les salamandres et les tritons, les membres se développent à nouveau après une blessure. Chez les amphibiens, les cellules de tissus régressent aussi jusqu’à ce qu’elles aient à nouveau des propriétés analogues à celles des cellules souches. Grâce à une nouvelle différenciation, le tissu est à nouveau créé pour former de nouveaux membres ou réparer des organes endommagés.

Guérir les tissus endommagés

Mais dans l’approche de la recherche actuelle, il n’est pas encore question de renouveler les membres, mais de réparer les tissus endommagés par la maladie, une blessure ou l’âge. Jusqu’à présent, des tentatives ont été faites de favoriser la cicatrisation avec des cellules souches mésenchymateuses adultes de la moelle osseuse. Ces cellules sont pluripotentes, ce qui signifie qu’elles peuvent encore se différencier en différentes lignées de cellules des tissus eux-mêmes. Cependant, contrairement aux cellules souches embryonnaires, elles ne peuvent pas se différencier dans n’importe quel type de cellule du corps. Elles sont déterminées pour former de l’os, du cartilage, des muscles, des tendons, des ligaments ou des tissus adipeux. Jusqu’à présent, il y a peu de preuves que le traitement avec des cellules souches mésenchymateuses contribue directement à la régénération des tissus, selon les chercheurs de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud. À l’opposé, les nouvelles cellules iMS qu’ils ont créées sont capables de faire.

Pour leur étude, les chercheurs australiens ont isolé des ostéocytes adultes et des adipocytes de souris ainsi que des adipocytes humains adultes. Ces lignées cellulaires sont traitées avec le facteur de croissance PDGF-AB et la substance 5-azacytidine (AZA). L’analogue de nucléoside est utilisé dans le traitement de leucémies, mais il est également connu pour favoriser la plasticité des cellules. En traitant les lignées cellulaires avec AZA, les scientifiques ont espéré permettre aux cellules d’entrer dans un état de transition pluripotent. Avec la combinaison avec le facteur de croissance, les chercheurs ont émis l’hypothèse qu’ils pourraient obtenir des cellules qui prolifèrent et modulables.

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Essais humains en 2017

Les résultats ont montré que les cellules différenciées traitées avec le PDGF-AB et l’AZA font partiellement machine arrière et avaient à nouveau des fonctionnalités avancées qui ressemblaient à celles des cellules souches mésenchymateuses. En outre, les chercheurs ont pu montrer que les ostéocytes ainsi traités chez la Souris sont revenus à un état similaire à celui des cellules souches pour la régénération tissulaire. Pour l’instant, il a été uniquement testé si des cellules graisseuses humaines reprogrammées en iMS peuvent réparer en toute sécurité les tissus endommagés de souris comme l’a indiqué John E. Pimanda dans un communiqué de presse. Les premiers essais avec les humains seraient alors susceptibles d’avoir lieu en fin 2017.

Ralph Mobbs, un neurochirurgien à l’Université de Nouvelle-Galles du Sud, devrait diriger ces essais humains. Il a souligné les possibilités de la nouvelle méthode. La thérapie avec les cellules iMS a « un énorme potentiel » pour soigner les douleurs de dos et au cou, les blessures du disque et de la dégénérescence musculaire. Elles peuvent également favoriser la guérison après des opérations compliquées. En outre, on espère que les nouvelles cellules pourraient favoriser la fusion des implants rachidiens avec les os qui jusqu’à présent ne fonctionne pas toujours bien, dit Mobbs.

Potentiel de formation de tumeur ?

Fondamentalement, l’idée est de reprogrammer des cellules adultes en cellules souches n’est pas nouvelle. Ainsi le Japonais Shinya Yamanaka et le Britannique John B. Gurdon ont reçu en 2012 le prix Nobel pour leur recherche de pointe dans ce domaine. Il y a six ans, Yamanake avait réussi à obtenir des cellules souches à partir de cellules de souris adultes. Il avait, cependant, utilisé une méthode complètement différente. Contrairement aux chercheurs en Nouvelle-Galles du Sud, Yamanaka avait utilisé des gènes de virus introduits dans les cellules pour les reprogrammer. Et contrairement aux chercheurs australiens, Yamanaka avait généré des cellules souches pluripotentes artificielles (cellules souches pluripotentes induites). De telles cellules peuvent, comme les cellules embryonnaires mais contrairement aux cellules souches multipotentes, se transformer dans tous les types de cellules du corps. Mais les cellules souches pluripotentes ont le potentiel de former des tératomes.

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Premier auteur et développeur de la technique. Vashe Chandrakanthan. © Unsw media

Le premier auteur de l’étude et développeur de la nouvelle technologie, Vashe Chandrakanthan, a souligné dans le communiqué de presse que la méthode iMS a des avantages par rapport aux autres formes de thérapie et régénération cellulaire par cellules souches. Ainsi les cellules souches embryonnaires, en raison de leur potentiel tumorigène, ne peuvent pas être utilisées pour réparer les tissus endommagés. De plus, l’utilisation de virus pour la production de cellules souches n’est pas possible pour une utilisation clinique. « Nous croyons que nous avons surmonté ces difficultés avec cette nouvelle technologie », a déclaré Chandrakanthan.

Mais il n’est pas encore prouvé que l’utilisation des iMS soit vraiment sans danger. Après 12 semaines, il n’y a toujours aucune indication d’un potentiel tumorigène des cellules, écrivent les auteurs dans la discussion de l’étude. Mais avant d’appliquer la méthode clinique, il faut encore évaluer l’effet à long terme.

Publication originale :

PDGF-AB and 5-Azacytidine induce conversion of somatic cells into tissue-regenerative multipotent stem cells [Paywall]
Vashe Chandrakanthan et al.; Pnas, doi: 10.1073/pnas.1518244113; 2016

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