Des chercheurs de l'Institut Weizmann ont isolé de nouvelles cellules souches pluripotentes

L’un des obstacles à l’utilisation de cellules souches embryonnaires humaines pour un usage médical tient précisément dans les possibilités qu’elles offrent : leur capacité de se différencier rapidement en différents types de cellules. Jusqu’à présent, les chercheurs n’ont pas réussi à conserver efficacement des cellules souches embryonnaires dans leur état de cellules souches pluripotentes. L’alternative qui a été proposée aux cellules souches embryonnaires – des cellules adultes reprogrammées appelées « cellules souches pluripotentes induites » (CSPi) – a des limites semblables à celles des cellules souches. Bien qu’elles soient capables de se différencier en de nombreux types de cellules, il leur reste des signes de « priming » – c'est-à-dire d’engagement envers des lignées cellulaires spécifiques. Un groupe de l'Institut Weizmann vient de faire un grand pas en avant grâce auquel il sera possible d’éliminer cet obstacle. Les membres du groupe ont créé des cellules CSPi qui sont « remises à zéro », c'est-à-dire ramenées le plus près possible de leur état d’origine, et maintenues dans cet état. Cette recherche pourrait permettre, entre autres, de produire à l’avenir des organes adaptés à des transplantations selon des besoins spécifiques. Les résultats de cette recherche sont publiés aujourd'hui dans la revue NATURE.

Depuis qu’elles ont été créées en 2006, les cellules CSPi ont été considérées comme un substitut éthique et pratique aux cellules souches embryonnaires. Elles sont produites en insérant quatre gènes dans les génomes de cellules adultes, comme par exemple des cellules de la peau. Ceci fait revenir l’horloge du développement presque jusqu’à la case départ (mais pas complètement jusqu’à l’état de cellules souches embryonnaires). Le docteur Jacob Hanna, du département de Génétique moléculaire de l'Institut Weizmann, avec son équipe qui comprend les doctorants Ohad Gafni et Leehee Weinberger, ainsi que des chercheurs du Centre national d’Israël pour la médecine personnalisée, ont compris que l’insertion des gènes pour remettre à zéro les cellules souches n’était pas suffisante. Il faut aussi freiner la tendance des cellules à se différencier rapidement.

Un indice qu’il pourrait être possible de stopper la différenciation est le fait que les cellules souches embryonnaires de souris utilisées pour de nombreuses expériences de laboratoire restent facilement « naïves », en état non traité, et ne présentent pas certains problèmes qu’ont les cellules humaines. Le docteur Hanna et son groupe se sont rendu compte que s’ils pouvaient comprendre comment les cellules souches embryonnaires de souris résistent à la différenciation en laboratoire, ils pourraient appliquer cette découverte aux cellules humaines. A l’aide d’expériences en laboratoire et d’analyses génétiques, ils ont mis au point un « traitement » des cellules CSPi en laboratoire pour limiter la différenciation cellulaire.

Ils ont ensuite injecté les cellules CSPi traitées dans les blastocystes des souris (embryons précoces ne contenant que très peu de cellules). Si les cellules utilisées par les chercheurs sont réellement naïves, et en même temps viables, elles peuvent grandir avec les cellules des souris. L’utilisation d’un marqueur fluorescent ajouté aux cellules CSPi permet d’observer ce que deviennent ces cellules souches au cours du développement de l’embryon. Au bout de dix jours d’imagerie fluorescente (on ne les laisse pas arriver à terme) on a pu constater que les embryons contenaient à la fois des tissus de souris et des tissus humains.

Le docteur Hanna explique : « Ces cellules correspondent aux phases précoces de cellules souches embryonnaires humaines qui ont été isolées. Nous avons réussi à « geler » ce qui est par nature une situation éphémère et à produire un nouvel état, naïf et pluripotent, dans les cellules souches. » Ces résultats pourraient avoir de nombreuses utilisations dans la recherche biomédicale, en particulier dans la recherche sur la thérapie génique, ainsi que sur le génie génétique. Le docteur Hanna et son groupe ont l’intention de continuer l’étude des embryons de souris « humanisés », dans lesquels ils espèrent trouver des moyens de diriger le développement de tissus humains vers l’obtention d’organes fonctionnels.