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Des cellules souches humaines ont rendu des singes

La thérapie par cellules souches est très attrayantedans sa simplicité intuitive: vous nettoyez les cellules endommagées, lancez une bande de cellules saines à leur place, asseyez-vous et attendez que le corps se guérisse lui-même. Dans le cas de lésions de la moelle épinière, le potentiel des cellules souches pour restaurer la mobilité offre des perspectives fantastiques. Cependant, le corps humain n'est pas une machine ni un système simple permettant de remplacer des pièces en déplacement. Après la transplantation, les cellules souches sont souvent rejetées, elles meurent dans un environnement hostile de l'organisme hôte avant même d'avoir eu la chance de se rétablir.

Neuroscientifiques au cours des trente dernières annéesessayé de nombreuses façons, essayé un cocktail après un cocktail de molécules spéciales qui peuvent accélérer la survie des cellules souches. Et bien que cela ait été un grand succès sur les modèles avec des rongeurs, il n’a pas été possible d’adapter cette thérapie au travail avec des primates - et ceci est important pour les essais humains.

Ou ça n’a pas marché. Le mois dernier, une étude importante a été publiée dans la revue Nature Medicine, détaillant la recette d'un greffon de cellules souches humaines qui a survécu et qui a été intégré aux épines endommagées des singes.

Neuf mois après la chirurgie cellulairerejeté des centaines de milliers de branches qui formaient des synapses avec les neurones survivants de la moelle épinière des singes. De plus, les neurones spinaux des porteurs reconnaissaient que les cellules humaines étaient les leurs et formaient de nouveaux composés qui restauraient la capacité de l'animal à saisir des objets.

"La croissance que nous avons observée dans ces cellules,C'était impressionnant et il y a dix ans, j'aurais pensé que c'était impossible », déclare le Dr Mark Tushinsky, auteur principal de l'Institut de neuroscience de la transplantation de l'Université de Californie à San Diego. "Nous avons définitivement ajouté la confiance que ce traitement fonctionnerait aussi pour les gens."

Travail précoce

Lésion de la moelle épinière coupe longue, mincebranches neurales - axones - que le cerveau utilise pour communiquer avec le reste du corps. Pour restaurer la fonction motrice, les scientifiques doivent convaincre le corps de restaurer ou de développer ces composés.

Mais voici le problème. Après lésion, la moelle épinière réorganise rapidement la matrice extracellulaire - un réseau complexe de molécules structurelles - autour du site de la lésion. Comme des «briques» sur la route, ces protéines empêchent efficacement les cellules souches transplantées d’étirer leurs longues branches axonales. De plus, le site des dommages est également dépourvu de facteurs de croissance et de molécules bénéfiques qui agissent comme un cocon nutritionnel pour les cellules souches.

Pour contourner cette double défense, les scientifiques ont mis au point des dizaines de cocktails stimulants qui pourraient stimuler les cellules transplantées. Et cette stratégie semble avoir fonctionné.

En 2014, les cellules transformées de Tushinskypeau d’un donneur humain en bonne santé, les a transformées en cellules iPSC (cellules souches pluripotentes induites) et ont introduit ces cellules souches artificielles dans une matrice contenant des facteurs de croissance.

Après avoir placé le greffon sur deux rats avecDeux semaines plus tard, les cellules humaines se transformaient en neurones et en axones étendus dans la moelle épinière de rats. Mais étrangement, les scientifiques n’ont constaté aucune amélioration de leur fonctionnement, due en partie à la présence de cicatrices sur le site de la transplantation.

«Nous essayons de faire de notre mieux pour déterminer le meilleur moyen de transférer les méthodes de traitement faisant appel aux cellules souches neurales chez les patients présentant une lésion de la moelle épinière», a déclaré Tushinsky à l'époque.

Nouvel espoir

Fidèle à sa parole, Tushinsky a testé son protocole de transfert sur des singes qui conviennent mieux à la modélisation de la moelle épinière.

Équipe s'est écrasé dans la section de la moelle épinièreles singes et après deux semaines - suffisamment de temps pour que les patients se stabilisent - ont introduit des cellules souches humaines dans les zones endommagées ainsi que des facteurs de croissance.

Cela n'a pas fonctionné. Chez les quatre premiers singes, les injections n'étaient même pas fixées.

«Si nous essayions de réaliser une greffe humaine sans test préalable sur des animaux, le risque d'échec de l'essai clinique serait considérable», déclare Tushinsky.

Les scientifiques ont vite compris qu’ils devaient augmenterla quantité d'ingrédient protéique important dans votre recette pour mieux «coller» la greffe en place. L’équipe a également constaté des problèmes d’immunosuppression, de synchronisation et d’une intervention chirurgicale. Par exemple, ils ont dû incliner la table chirurgicale pendant la chirurgie pour que le liquide céphalo-rachidien ne lave pas la greffe. De plus, les singes avaient besoin d'une forte dose d'immunosuppresseurs pour que leur corps n'attaque pas les cellules humaines.

À l'aide de lotions, des greffes contenant chacune environ 20 millions de cellules souches humaines ont été maintenues en place chez les cinq singes restants.

Les résultats étaient incroyables. Deux mois après la greffe, les scientifiques ont découvert une explosion de nouvelles branches neurales. Les cellules souches sur le site de la lésion se sont développées pour atteindre des neurones matures et ont généré jusqu’à 150 000 axones qui s’étendaient le long de la moelle épinière du singe.

Certaines des branches sont passées à une distance de 50millimètres du site de greffe, environ la longueur de deux fragments de la colonne vertébrale chez l’homme. En chemin, ils ont établi de nombreuses connexions avec des cellules de singe intactes.

Ce qui est encore plus cool, ce sont les axones du singe.ont également formé des synapses avec une greffe neurale humaine, formant des interconnexions. Ces connexions sont extrêmement importantes pour la libre circulation de l'homme. C'est l'une des premières preuves frappantes que les cellules souches transplantées peuvent former de tels modèles.

Neuf mois plus tard, de nouvelles connexions neuronalesaidé les singes blessés à retrouver le mouvement dans leurs membres afin qu'ils puissent saisir des objets mous (comme des oranges). Inversement, les singes avec de mauvaises greffes contrôlaient mal les mouvements précis des paumes et des doigts - ils ne pouvaient que pousser une orange.

Les résultats peuvent ne pas sembler très impressionnants, mais les auteurs disent que neuf mois est un instant de récupération fonctionnelle.

«Les greffes et les nouveaux schémas, dont ils faisaient partie, mûrissaient encore vers la fin de nos observations, afin que la restauration puisse continuer», explique l'auteur de l'étude, le docteur Efron Rosenzweig.

Bien que les améliorations fonctionnelles n'aient été queEn partie, le Dr Gregoire Curtine de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Genève (EPFL) à Genève qualifie cette étude de "jalon dans la médecine régénérative".

«Et ce n’est pas surprenant quand on considère quel'intégration fonctionnelle de nouvelles cellules et de nouveaux composés dans le système nerveux prendra du temps et des procédures de rééducation spécifiques », a-t-il déclaré, ajoutant que l'étude fournissait des informations précieuses pour une recherche potentielle sur l'homme.

Le Dr Steve Goldman de l'Université de Rochester est d'accord avec lui:

«C'est un grand saut des rongeurs aux primates. C'est une exploration héroïque, d'ailleurs.

Pour Tushinsky, le travail ne fait que commencer. Premièrement, toutes les cellules souches ne sont pas créées de la même manière, et son équipe tente de déterminer celles qui sont les plus efficaces pour restaurer la fonction.

D'autre part, il explore également d'autresdes moyens d'améliorer encore la fonctionnalité des neurones régénérés, afin que leurs axones puissent se propager à travers la zone endommagée et remplacer complètement ceux perdus lors de la blessure.

«Il est trop tôt pour passer aux gens», prévient-il, car des essais supplémentaires sont nécessaires. Et cette patience portera ses fruits.