Expansion des cellules souches sanguines pour la greffe de moelle osseuse - nouvelle méthode développée

Les scientifiques du Weill Cornell Medical College pensent avoir trouvé le moyen d’étendre les cellules souches hématopoïétiques (CSH) des adultes à des fins médicales dans le cadre d’une greffe de moelle osseuse - une étape essentielle pour produire suffisamment de cellules souches système sanguin.
Les chercheurs, en collaboration avec des scientifiques du Memorial-Sloan Kettering Cancer Center, décrits dans la revue Du sang comment ils ont créé une protéine pour développer les CSH adultes lorsqu'ils ont été prélevés dans la moelle osseuse d'un donneur. La protéine maintient les cellules souches hématopoïétiques étendues dans un état semblable à celui d'une tige, les empêchant de se différencier en cellules sanguines spécialisées avant d'être transplantées dans la moelle osseuse du patient receveur.
Trouver des donneurs de moelle osseuse compatibles est difficile, et même si une «correspondance» est trouvée, la récolte de cellules de moelle osseuse nécessaires pour une transplantation en utilisant les méthodes actuelles nécessite généralement des récoltes supplémentaires pour mobiliser les cellules souches sanguines.
En développant des CSH sains en laboratoire, peu de cellules souches doivent être prélevées chez les donneurs. En outre, les cellules souches sanguines adultes pourraient être congelées et stockées pour une expansion et une utilisation futures - ce qui ne peut être fait avec la technologie actuelle.
Le Dr Pengbo Zhou, professeur de pathologie et de médecine de laboratoire à Weill Cornell, a déclaré:

"Notre travail démontre que nous pouvons surmonter un obstacle technique majeur dans l'expansion des cellules souches du sang chez les adultes, en permettant pour la première fois de les produire à l'échelle industrielle."

Dr. Zhou dit que les banques de moelle osseuse peuvent un jour être placées à côté des banques de sang, si cette dernière technologie réussit les tests futurs.
Le Dr Zhou déclare: "L'objectif immédiat est de voir si nous pouvons prélever moins de cellules souches sanguines d'un donneur et de les étendre à la transplantation. De cette manière, plus de personnes seront susceptibles de faire un don. les cellules avant de les congeler et de les mettre en réserve, afin que nous sachions toutes les caractéristiques immunitaires.L'espoir est que lorsqu'un patient a besoin d'une greffe de moelle osseuse pour traiter un cancer ou une autre maladie, nous pouvons trouver leur."
Les scientifiques pensent que davantage de personnes pourraient éventuellement choisir de stocker leur propre moelle pour une utilisation future potentielle. Les cellules souches du sang d'une personne constituent le meilleur traitement pour la plupart des cancers du sang; ils peuvent également être utilisés pour ralentir le vieillissement et d'autres objectifs utiles.

Un signal de destruction brouillé

Les cellules souches hématopoïétiques (CSH) qui résident dans la moelle osseuse peuvent devenir tout type de cellules sanguines, y compris tous les types de cellules immunitaires.
Pour les patients atteints d'un cancer du sang causé par des cellules sanguines anormales, une option de traitement consiste à retirer la moelle malsaine et à transplanter des cellules souches sanguines saines provenant d'un donneur. Si les thérapies anticancéreuses endommagent le sang d'un patient atteint de cancer, elles peuvent avoir besoin d'une greffe de moelle osseuse. Les troubles de l'immunodéficience et d'autres maladies peuvent également être traités avec des greffes de moelle osseuse.
Donner de la moelle osseuse est parfois un processus ardu et douloureux. La moelle est extraite avec une aiguille d'un gros os sous anesthésie générale. Fournir suffisamment de cellules souches pour les receveurs peut également nécessiter plusieurs séances d'extraction de la moelle osseuse.

Les scientifiques tentent d'étendre les HSC depuis quelques années. Ils se sont concentrés sur le facteur de transcription HOXB4, qui encourage les CSH à se reproduire. Dr. Zhou a dit "Plus il y a de protéines HOXB4 dans les cellules souches, plus elles se renouvelleront et augmenteront leur population."
Cependant, toutes les études précédentes ont échoué en raison de leur applicabilité. Les CSH résistent obstinément au transfert de gènes. Jusqu'à présent, le moyen le plus efficace de délivrer des gènes thérapeutiques dans les CSH en laboratoire était d'utiliser des véhicules à base de virus.
Les scientifiques ont utilisé un virus pour délivrer un gène thérapeutique chez des patients atteints de DICS (maladie d'immunodéficience combinée sévère) afin de rétablir leur système immunitaire. Cependant, quatre enfants ont développé une leucémie liée au traitement, car il était impossible de contrôler où le virus s’insère dans le génome. Souvent, le virus pénètre dans le génome sur les points chauds qui inactivent les gènes suppresseurs de tumeurs ou activent les oncogènes.
D'autres scientifiques ont démontré qu'il est possible d'insérer directement la protéine HOXB4 dans des cellules souches de moelle osseuse extraites. Le Dr Zhou a déclaré: "Mais la demi-vie de la protéine naturelle est très courte - environ une heure. Cela signifie que pour augmenter les cellules souches du sang, ces protéines HOXB4 doivent être ajoutées tout le temps. très coûteux, ce processus est à la fois coûteux et peu pratique. "

La différenciation ne peut commencer que lorsque HOXB4 est dégradé

Dans cette dernière étude, le Dr Zhou, le Dr Malcolm et son équipe ont adopté une approche différente. Ils ont cherché à déterminer pourquoi la protéine HOXB4 ne dure pas longtemps dans les cellules souches hématopoïétiques, une fois que ces cellules ont été retirées de la niche de cellules souches protectrices dans laquelle elles ont été nichées. pour la dégradation. "Différencier" signifie développer (mûrir) en différents types de cellules sanguines adultes.
Le Dr Zhou a déclaré que "HOXB4 empêche les cellules souches du sang de se différencier, tout en leur permettant de se renouveler".

CUL4, une autre protéine, est marquée sur HOXB4 lorsque cette dernière protéine est destinée à être détruite par l'appareil de destruction des protéines de la cellule, ont découvert les scientifiques. L'équipe a découvert que CUL4 "voit" un ensemble de quatre acides aminés sur la protéine (il reconnaît ainsi la protéine). Le Dr Zhou a expliqué que HOXB4 contient un signal de destruction que CUL4 identifie et utilise.
Zhou et son équipe ont synthétisé une protéine HOXB4 avec un signal de destruction brouillé.Avec l'utilisation de certaines bactéries, elles produisaient de grandes quantités de HOXB4, puis les livraient aux cellules souches du sang humain en laboratoire.
Dr. Zhou a dit:

"Lorsque vous masquez le signal de dégradation CUL4, la demi-vie de HOXB4 augmente jusqu'à 10 heures. Le HOXB4 a fait son travail pour étendre la cellule souche tout en conservant toutes ses propriétés de cellules souches. Les cellules recevant le HOXB4 ont démontré une capacité d'expansion supérieure à celle des protéines HOXB4 naturelles.Les études chez l'animal ont démontré que les cellules souches humaines transplantées peuvent conserver leurs qualités de cellules souches dans la moelle osseuse de souris. "

Pour fabriquer suffisamment de cellules souches sanguines nécessaires à la transplantation d'un patient et aux services bancaires, il faut administrer la protéine HOXB4 toutes les 10 heures environ., ont expliqué les scientifiques.
Le Dr Zhou a ajouté: "C’est le but ultime de ce que nous essayons de réaliser. Il ya probablement de nombreux obstacles à surmonter pour atteindre nos objectifs, mais nous semblons avoir trouvé des moyens de surmonter un obstacle majeur à l’expansion des cellules souches hématopoïétiques chez les adultes."
Ecrit par Christian Nordqvist