Découverte de cellules souches: les astrocytes pourraient réparer les lésions cérébrales

Des chercheurs sur les cellules souches ont découvert que les astrocytes pouvaient s'avérer utiles contre les accidents vasculaires cérébraux et d'autres troubles cérébraux.

Les astrocytes - des cellules neurales qui forment la barrière hémato-encéphalique et contrôlent ainsi ce qui peut et ne peut pas pénétrer dans le cerveau à partir de l'approvisionnement en sang - ont déjà été négligés dans ce domaine de la recherche sur l'AVC.

Une étude collaborative publiée dans Communications Nature suggère que les astrocytes peuvent faire beaucoup plus que simplement soutenir les cellules nerveuses (neurones).

Wenbin Deng, auteur principal de l'étude et professeur agrégé de biochimie et de médecine moléculaire à UC Davis en Californie, a déclaré: Nouvelles médicales aujourd'hui:

"Cette recherche passionnante révèle les pouvoirs de protection cérébrale des astrocytes dérivés de cellules souches.

Les astrocytes peuvent aider à limiter la propagation des lésions après un accident vasculaire cérébral ischémique chez les patients et peuvent également aider à régénérer et à réparer les cellules cérébrales endommagées.

Ces deux actions peuvent conduire à une meilleure récupération fonctionnelle chez les patients. "

Le Dr Wenbin Deng a ajouté que la thérapie centrée sur les astrocytes "pourrait également être utilisée pour de nombreux autres troubles du système nerveux". Il a déclaré que ce qui suit pourrait être inclus dans une liste de cibles potentielles pour la thérapie:

• Lésion cérébrale traumatique
• Paralysie cérébrale
• Maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson
• Épilepsie
• Lésion de la moelle épinière.

Astrocytes oubliés

La recherche sur les cellules souches s'est concentrée jusqu'à présent sur le développement de traitements contre les accidents vasculaires cérébraux utilisant des neurones thérapeutiques pour stimuler les impulsions électriques dans le cerveau et restaurer les tissus endommagés par la privation d'oxygène. Le Dr Wenbin Deng a déclaré que les astrocytes étaient souvent considérés comme des cellules «domestiques» qui supportaient simplement les cellules nerveuses.

"Mais ils sont en réalité beaucoup plus sophistiqués", a expliqué le Dr Wenbin Deng. "Ils sont essentiels à plusieurs fonctions cérébrales et sont censés protéger les neurones des blessures et de la mort. Ils ne sont pas des cellules excitables comme les neurones et sont plus faciles à exploiter. Nous voulions explorer leur potentiel dans le

L’équipe de UC Davis a toutefois dû faire face à un défi immédiat: il existait peu de connaissances sur les types d’astrocytes susceptibles d’avoir un potentiel thérapeutique dans les troubles cérébraux. En outre, la principale raison pour laquelle les astrocytes n'avaient pas été étudiés dans ce contexte était la difficulté de les produire aux niveaux de pureté nécessaires pour les thérapies à base de cellules souches.

«Le tour du destin surprenant»

L'équipe UC Davis a décidé d'utiliser une protéine de facteur de transcription appelée Olig2 pour différencier les cellules souches embryonnaires humaines en astrocytes. Cette approche a généré un type d'astrocyte précédemment inconnu, appelé Olig2PC-Astros - il était pur à presque 100%.

"Dans cette étude, nous rapportons une tournure surprenante du destin", a déclaré le Dr Wenbin Deng. MNT. Il ajouta:

"Nos nouvelles découvertes sont que les progéniteurs Olig2 + hautement purifiés peuvent donner naissance à des astrocytes et que ces astrocytes dérivés de progéniteurs Olig2 + hautement purifiés sont différents des astrocytes décrits dans des travaux antérieurs."

En bref, la recherche par l'équipe d'un astrocyte suffisamment pur les avait amenés, par sérendipité, à isoler un astrocyte jusque-là inconnu, aux propriétés particulièrement thérapeutiques.

Comment les effets des astrocytes ont été mesurés

Les chercheurs ont utilisé trois groupes de rats atteints de lésions cérébrales ischémiques pour comparer les effets d'Olig2PC-Astros, un autre type d'astrocyte appelé NPC-Astros, et aucun traitement. Les animaux ont été placés dans un labyrinthe d'eau pour évaluer leur apprentissage et leur mémoire.

Deux semaines après la transplantation, les rats recevant Olig2PC-Astros ont navigué dans le labyrinthe beaucoup plus rapidement que les autres groupes. Ce groupe présentait également des niveaux plus élevés de facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF), une protéine associée à la croissance nerveuse et à la résilience.

Les cultures cellulaires ont également été utilisées pour mesurer la protection que les astrocytes pourraient apporter aux neurones contre le stress oxydatif qui contribue aux lésions cérébrales consécutives à un accident vasculaire cérébral.

Lorsqu'ils étaient exposés au peroxyde d'hydrogène, les deux types d'astrocytes offraient une certaine protection, mais les Olig2PC-Astros présentaient des effets antioxydants plus importants. Des recherches plus approfondies ont montré des niveaux plus élevés de la protéine Nrf2, ce qui augmente l'activité antioxydante dans les neurones de souris.

De plus, les cellules Olig2PC-Astros restées dans les zones du cerveau où elles ont été transplantées ne se différencient pas en neurones ou en d'autres types de cellules et ne forment aucune tumeur.

Jan Nolta, directeur de l'Institut UC Davis pour les traitements régénératifs, a déclaré: "L'équipe du Dr Deng a montré que cette nouvelle méthode pour dériver des astrocytes à partir de cellules souches embryonnaires crée une population cellulaire plus pure et fonctionnellement supérieure à la méthode standard des astrocytes. dérivation."

Jan Nolta a ajouté:

"L'amélioration fonctionnelle observée dans les modèles de lésions cérébrales est impressionnante, tout comme les niveaux plus élevés de BDNF.

Je serai ravi de voir ce travail étendu à d'autres modèles de maladies du cerveau tels que la maladie de Huntington et d'autres, où l'on sait que le BDNF a un effet positif. "

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