Cellules souches embryonnaires humaines : nouvelle première scientifique !

Jusqu’à récemment, les scientifiques n’avaient accès qu’à deux types de cellules, celles obtenues par prélèvement chez des patients et celles crées par manipulation génétique en laboratoire. Néanmoins, ces ressources cellulaires présentent chacune des limitations importantes. Les cellules souches embryonnaires humaines se caractérisent par deux propriétés physiologiques qui permettent de surmonter ces limitations. Elles sont capables à la fois de se diviser à l’infini en laboratoire et, une fois mises dans les conditions requises, de se spécialiser dans tous les types cellulaires de l’organisme. Elles donnent ainsi accès à des cellules parfaitement physiologiques, dans la quantité voulue quelle qu’elle soit, et dans le type voulu, quel qu’il soit. L’intérêt de ces cellules est renforcé par l’accès ouvert par le diagnostic pré-implantatoire à des cellules souches embryonnaires humaines porteuses d’une lésion du génome responsable de maladies génétiques.

Les utiliser pour identifier et comprendre les mécanismes associés à une maladie génétique est le pari qu’ont relevé les chercheurs d’I-Stem en utilisant des lignées de cellules souches embryonnaires humaines porteuses de la mutation causale de la dystrophie myotonique de Steinert. Grâce à la capacité de ces cellules à se spécialiser en neurones moteurs (les neurones qui contrôlent les muscles à partir de la moelle épinière), cette équipe a pu étudier l’effet de la mutation sur la formation de ces connexions neuro-musculaires. Des analyses comparatives entre les cellules provenant d’embryons affectés et celles provenant d’embryons sains ont permis d’associer à la maladie une pousse exubérante de prolongements neuronaux, paradoxalement associée à une réduction drastique du nombre de contacts synaptiques et donc de la transmission de l’information vers les muscles.
Au niveau moléculaire, les chercheurs ont identifié deux gènes de la même famille, SLITRK 2 et 4, dont l’expression était très faible du fait de la maladie. La correction de ces défauts moléculaires jusqu’alors inconnus mais, depuis, confirmés chez les patients, induisait celle des anomalies neuro-musculaires, et démontrant le lien direct entre les deux phénomènes.

« Aucune autre approche expérimentale n’aurait permis aujourd’hui d’élucider ces mécanismes, en particulier parce qu’il n’existait pas de moyen d’accéder à des neurones moteurs humains porteurs de la maladie, explique Cécile Martinat. Il n’existait pas a fortiori de moyen de produire de telles cellules en quantité, alors que cela est essentiel aux approches qui ont permis ici de déchiffrer les mécanismes en jeu. »

"Cette découverte est une bonne nouvelle pour cette maladie neuromusculaire de l'adulte qui est très complexe, évolutive et touche de nombreux organes, souligne Laurence Tiennot-Herment. Grâce aux cellules souches, ce sont de nouveaux mystères qui se lèvent et cela ouvre la porte au criblage de molécules. Comprendre pour guérir, c'est notre objectif. "

Au-delà, les équipes d’I-Stem ont déjà entrepris d’utiliser les cellules porteuses de la dystrophie myotonique de Steinert qu’elles ont caractérisées pour chercher des médicaments susceptibles de corriger les anomalies en laboratoire, premier pas vers la découverte éventuelle de traitements applicables chez les patients. Cette étape, dite de « criblage de médicaments », ouvre sur l’analyse parallèle de plusieurs dizaines de milliers de composés pharmacologiques par semaine.

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Lire le billet de Serge Braun sur le blog C'est dans nos gènes !

Source
Mutant human embryonic stem cells reveal neurite and synapse formation defects in Type 1 Myotonic Dystrophy
Antoine Marteyn1°, Yves Maury2, Morgane Gauthier1, Camille Lecuyer2, Remi Vernet1, Jérôme Denis1, Geneviève Pietu1, Marc Peschanski1 and Cécile Martinat1*