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Cure pour les maladies mitochondriales se rapproche avec une percée des cellules souches

Un remède pour les personnes nées avec des troubles héréditaires débilitants connus sous le nom de maladie mitochondriale est maintenant un pas de plus après une percée dans la recherche.
Les chercheurs ont converti avec succès des cellules cutanées de patients atteints de maladies mitochondriales en cellules souches exemptes de maladies qui peuvent être injectées dans n'importe quel type de cellule, y compris des cellules nerveuses (gauche) et cardiaques (droite).
Crédit d'image: Institut Salk d'études biologiques

Un grand groupe de scientifiques - y compris des équipes de l’Université de santé et de sciences de l’Oregon à Portland et de l’Institut d’études biologiques de Salk à La Jolla - a converti avec succès des cellules cutanées de patients atteints de maladies mitochondriales en cellules souches indemnes.

Dans le journal La nature, ils décrivent comment ils ont développé et testé deux méthodes de reprogrammation cellulaire différentes mais complémentaires pour générer des lignées de cellules souches sans mutation à partir de patients humains atteints de maladies mitochondriales.

L'idée est que les cellules souches peuvent ensuite être utilisées pour générer des cellules cardiaques, cérébrales, musculaires et oculaires sans maladie.

Cependant, jusqu'à ce que la technologie des cellules souches soit suffisamment sûre pour être transplantée chez les patients, à court terme, les méthodes risquent de se limiter à la recherche.

L'auteur principal, Juan Carlos Izpisua Belmonte, professeur au Laboratoire d'expression des gènes de Salk, affirme que ces méthodes seront un atout précieux pour la recherche fondamentale. Ils aideront les scientifiques à examiner de plus près la différence entre les cellules présentant des mutations mitochondriales et les cellules saines.

Selon les estimations, environ 1 personne sur 4 000 aurait une maladie mitochondriale, un groupe de maladies chroniques héréditaires résultant de l'une des 200 mutations de l'ADN mitochondrial transmises de la mère à l'enfant. Les maladies peuvent être présentes à la naissance ou se développer plus tard dans la vie.

Les mitochondries sont de minuscules enceintes à l'intérieur des cellules qui produisent de l'énergie à partir des aliments. Ils ont leur propre ADN qui est séparé de l'ADN principal dans le noyau cellulaire et, contrairement à l'ADN nucléaire, ne provient que de l'?uf (pas du sperme).

Les mutations dans l'ADN mitochondrial quittent les cellules sans assez d'énergie pour se développer et fonctionner correctement. Cela conduit à des déficiences physiques, développementales et cognitives progressives et sévères, avec des symptômes allant de la faible croissance, la faiblesse musculaire, la douleur et la perte de coordination aux crises, la cécité, la perte auditive, les difficultés d'apprentissage et la défaillance organique.

Les traitements qui peuvent soulager certains des symptômes ou ralentir la progression des maladies mitochondriales existent, mais pour le moment, aucun ne peut les guérir.

Plus tôt cette année, le Royaume-Uni a pris la décision d'autoriser la création d'embryons de trois personnes. Mais, bien que cela empêcherait les enfants de naître avec une maladie mitochondriale, cela n’aide pas les personnes déjà atteintes.

Deux façons de créer des cellules souches exemptes d'ADN mitochondrial muté

Pour générer des cellules souches saines sans ADN mitochondrial muté, les chercheurs ont développé deux techniques.

Les deux méthodes ont utilisé des échantillons de peau de patients atteints d'encéphalomyopathie mitochondriale ou du syndrome de Leigh - maladies mitochondriales graves affectant le cerveau et les muscles.

Pour la première méthode, l’équipe a utilisé une méthode standard de conversion des cellules de la peau en cellules souches pluripotentes - des cellules susceptibles d’être injectées dans tout type de cellule du corps.

En raison de la nature de la maladie mitochondriale, toutes les mitochondries des cellules ne sont pas affectées dans la même mesure. Il y a une chance que certains d'entre eux n'aient pas d'ADN défectueux. Cela signifie que dans le processus de génération de nouvelles cellules, il est possible que certaines d’entre elles se retrouvent avec 0% de mitochondries malades.

Cela permet aux scientifiques de choisir les cellules souches 100% saines - exemptes de mitochondries défectueuses - de celles générées pour ce patient particulier.

Cependant, cette approche simple ne fonctionne pas nécessairement pour tous les patients. Certaines personnes n'ont pas suffisamment de cellules ou de mitochondries exemptes de mutations de la maladie.

L’équipe a donc travaillé sur une seconde approche - une approche similaire au remplacement mitochondrial utilisée dans la FIV à trois personnes. Le noyau des cellules de la peau d'un patient est transféré dans un ovule de donneur contenant des mitochondries saines. Le nouvel ovule est ensuite utilisé pour fabriquer des cellules souches pluripotentes.

Quand ils ont fait cela, l'équipe a découvert que les mitochondries saines ont pris le relais et que des cellules saines et génétiquement similaires du patient ont été générées avec succès.

Le co-auteur Jun Wu, chercheur associé au laboratoire du professeur Izpisua Belmonte, résume leurs conclusions:

"Dans les deux cas, l’idée est que nous avons des cellules souches saines, et nous savons comment convertir les cellules souches pluripotentes en différents types de cellules. Elles ont le potentiel de donner naissance à tous les types de cellules dans le corps."

Plus tôt cette année, Nouvelles médicales aujourd'hui ont également rapporté comment l'équipe du Salk Institute a réussi à démontrer pour la première fois comment une technique de modification de l'ADN mitochondrial avait empêché les maladies mitochondriales humaines de passer de souris femelles à leur progéniture.

Le professeur Izpisua Belmonte a déclaré que le traitement pourrait être mis en ?uvre dans les cliniques de FIV en une seule injection dans les ovules ou les embryons précoces de la mère. traitement substitutif mitochondrial à trois personnes.

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