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Percée: les scientifiques créent des cellules souches embryonnaires sans embryons
Des chercheurs de l'hôpital Brigham and Women's, en collaboration avec des chercheurs japonais, ont découvert un moyen de transformer les cellules souches adultes en leur état embryonnaire original en les exposant à des environnements pauvres en oxygène et acides. Ceci est selon une étude récemment publiée dans la revue La nature.
L'équipe de recherche, dont l'auteur principal, le Dr Charles Vacanti de Brigham and Women 's Hospital, affirme que leurs résultats pourraient un jour conduire à la création de cellules souches embryonnaires spécifiques à chaque individu sans avoir besoin de manipulations génétiques.
Les cellules souches embryonnaires humaines sont pluripotentes, ce qui signifie qu'elles peuvent se transformer en différents types de cellules dans le corps.
Les cellules souches ont déjà été utilisées pour traiter de nombreux problèmes de santé. L'année dernière, Nouvelles médicales aujourd'hui ont rapporté une étude révélant que les scientifiques avaient développé de la peau artificielle à partir de cellules souches du cordon ombilical.
D'autres recherches ont détaillé l'utilisation des cellules souches pour le traitement des maladies cardiovasculaires, des troubles cérébraux et des maladies du sang.
La recherche sur les cellules souches a soulevé des préoccupations éthiques par le passé, car l'extraction de cellules souches embryonnaires humaines d'un embryon âgé de 4 ou 5 jours peut entraîner sa destruction.
En 2006, les scientifiques ont créé des cellules souches pluripotentes induites (iPS) - une alternative à la récolte de cellules souches embryonnaires. Cela implique de transformer une cellule souche adulte en son état pluripotent en manipulant génétiquement les cellules avec de l'ADN.
La majorité des scientifiques utilisent maintenant iPS pour la recherche. Cependant, contrairement aux cellules souches embryonnaires humaines capables de se développer dans n'importe quel type de cellules matures, les cellules adultes ne peuvent se développer que dans des types de cellules spécifiques. Leur utilisation est donc limitée.
Cellules adultes matures exposées à différents environnements pour atteindre l'état embryonnaire
L’équipe de recherche s’est inspirée de la capacité d’un callus de plante - une collection de cellules végétales qui se transforment en une nouvelle plante après avoir été blessée sur une plante existante.
Les enquêteurs pensaient que ce processus pourrait s'appliquer aux cellules souches adultes matures. Ils ont émis l'hypothèse qu'une fois qu'une cellule souche adulte serait devenue un certain type de cellule, elle pourrait être forcée de changer à nouveau par un processus naturel.
Dans cette optique, les chercheurs ont exposé plusieurs cellules souches adultes matures à des environnements traumatiques, peu oxygénés et acides jusqu'à leur mort.
Ils ont constaté que dans quelques jours, ces cellules matures ont survécu et se sont transformées en un état équivalent à celui d'une cellule souche embryonnaire.
Commentant ces résultats, le Dr Vacanti dit:
"Il n'est peut-être pas nécessaire de créer un embryon pour acquérir des cellules souches embryonnaires. Nos résultats de recherche démontrent que la création d'une cellule souche pluripotente autologue - une cellule souche d'un individu susceptible d'être utilisée à des fins thérapeutiques - sans embryon , est possible.
Le devenir des cellules adultes peut être radicalement transformé en exposant les cellules matures à un stress ou à une blessure externe. Cette découverte pourrait réduire le besoin d'utiliser à la fois des cellules souches embryonnaires et des cellules iPS manipulées avec l'ADN. "
Croissance tissulaire des cellules souches pluripotentes chez la souris
En utilisant des cellules sanguines matures de souris transgéniques vertes fluorescentes (GFP +) (souris génétiquement modifiées qui s'allument en vert sous certaines longueurs d'ondes lumineuses), les chercheurs ont exposé les cellules à un environnement acide.
Ils ont constaté que dans quelques jours, ces cellules sanguines ont également retrouvé un état similaire à celui d'une cellule souche embryonnaire et ont commencé à se développer en grappes.
Les chercheurs ont découvert qu'en exposant les cellules souches adultes matures à des environnements extérieurs stressants, ils étaient capables de revenir à leur état embryonnaire d'origine.
Ces grappes ont été ajoutées à l'embryon de souris qui n'ont pas été génétiquement modifiées afin de créer une "chimère" - un mélange de cellules.
Les chercheurs ont constaté que les amas de cellules provoquaient la croissance des tissus GFP + dans tous les organes des souris testées. Cela a confirmé que les cellules étaient pluripotentes.
Les chercheurs disent que leurs résultats suggèrent qu'en exposant les cellules des adultes matures à des environnements externes stressants, cela pourrait les libérer de l'environnement auquel elles sont habituées et les amener à revenir à leur état d'origine.
"Nos résultats suggèrent que, d'une manière ou d'une autre, grâce à un processus de réparation naturel, les cellules matures désactivent certains des contrôles épigénétiques qui inhibent l'expression de certains gènes nucléaires qui entraînent une différenciation", explique Vacanti.
L’équipe de recherche indique que si une biopsie cutanée ou un échantillon de sang prélevé chez l’homme pouvait montrer un processus similaire, cela pourrait conduire à la création de cellules souches embryonnaires spécifiques à une personne.
Ces cellules souches pourraient alors être utilisées pour créer des tissus sans ajouter de matériel génétique extérieur aux cellules. Les chercheurs notent que cela pourrait fournir d'innombrables options de traitement pour les patients.
Mais pour l'instant, l'équipe de recherche envisage d'étudier plus avant les mécanismes dans lesquels les cellules souches adultes matures redeviennent un état pluripotent.
Haruko Obokata, de l'hôpital Brigham and Women et premier auteur de l'étude, ajoute:
"Si nous pouvons déterminer les mécanismes par lesquels les états de différenciation sont maintenus et perdus, cela pourrait ouvrir de nombreuses possibilités pour de nouvelles recherches et applications utilisant des cellules vivantes.
Mais pour moi, les questions les plus intéressantes seront celles qui nous permettront de mieux comprendre les principes de base à l'?uvre dans ces phénomènes. "
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