De nouvelles cellules souches pourraient être `` transplantées universellement ''
Les greffes sont souvent un point de crise, car il existe une pénurie mondiale d’organes donnés, mais aussi parce qu’il existe un risque élevé que le corps du receveur rejette l’organe ou le tissu transplanté. Un nouveau type de cellules souches «universelles» pourrait résoudre certains de ces problèmes.
Les efforts récents d'une équipe de l'Université de Californie (UC), à San Francisco, les chercheurs se sont concentrés sur le génie génétique des cellules souches pluripotentes qui seraient capables de contourner la réponse immunitaire du corps et, ainsi, de prévenir le rejet.
Jusqu'à présent, pour contourner le problème de la pénurie de tissus donnés, les scientifiques ont créé des cellules souches à partir de cellules matures et pleinement développées qu'ils collectent auprès de la même personne qui a besoin d'une greffe. Ils appellent ces «cellules souches pluripotentes induites» (iPSC).
Avec les iPSC, les scientifiques espèrent minimiser les chances que le corps rejette ces cellules - qui se spécialiseront plus tard et joueront leur nouveau rôle - car le système immunitaire du receveur a tendance à «étiqueter» le tissu du donneur comme un pathogène potentiel et à agir contre lui.
Cependant, même cette voie s’est heurtée à de nombreux obstacles et, étonnamment, même les cellules souches que les spécialistes ont conçues à partir des propres cellules d’une personne sont régulièrement rejetées.
De plus, les processus iPSC sont difficiles à réaliser et il est encore plus difficile de reproduire les tentatives réussies.
«La technologie iPSC pose de nombreux problèmes, mais les plus grands obstacles sont le contrôle de la qualité et la reproductibilité. Nous ne savons pas ce qui rend certaines cellules susceptibles d'être reprogrammées, mais la plupart des scientifiques conviennent que cela ne peut pas encore être fait de manière fiable », note le Dr Tobias Deuse, auteur principal du nouveau document d'étude publié dans la revue. Biotechnologie de la nature.
«La plupart des approches des thérapies iPSC individualisées ont été abandonnées à cause de cela», souligne le Dr Deuse.
Aujourd'hui, pour la première fois, les scientifiques de l'UC San Francisco pensent avoir trouvé une solution en adoptant une approche différente qui crée de nouvelles cellules souches «universelles» qui sont pluripotentes. Cela signifie qu'ils peuvent se différencier en n'importe quelle cellule spécialisée donnée - et ils ne déclencheront pas de réponse immunitaire du corps du récepteur.
Concevoir la cellule souche parfaite
«Les scientifiques vantent souvent le potentiel thérapeutique des cellules souches pluripotentes, qui peuvent mûrir dans n'importe quel tissu adulte, mais le système immunitaire a été un obstacle majeur à des thérapies par cellules souches sûres et efficaces», explique le Dr Deuse.
De plus, comme l’ajoute l’auteur principale, la Dre Sonja Schrepfer, si «[nous] pouvons administrer des médicaments qui suppriment l’activité immunitaire et rendent le rejet moins probable, […] ces immunosuppresseurs rendent les patients plus vulnérables aux infections et au cancer.
Pour essayer de surmonter ces lacunes, l'équipe de l'UC San Francisco a utilisé une technique d'édition de gènes appelée CRISPR-Cas9, et ils ont modifié l'activité d'aussi peu que trois gènes pour «protéger» les nouvelles cellules souches du système immunitaire et permettre le corps pour les accepter plus facilement.
Les chercheurs ont testé ces cellules souches nouvellement modifiées dans des modèles de souris qu'ils ont conçus pour simuler les corps des receveurs avec une tendance à rejeter les greffes - une caractéristique qu'ils appellent «discordance d'histocompatibilité» - et avec un système immunitaire pleinement opérationnel.
«C'est la première fois que quiconque conçoit des cellules qui peuvent être transplantées universellement et peuvent survivre chez des receveurs immunocompétents sans provoquer de réponse immunitaire», explique le Dr Deuse.
Plus précisément, l'équipe a commencé son processus d'ingénierie des cellules souches en supprimant deux gènes qui contrôlent l'activité d'un ensemble de protéines - le complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) de classe I et II - qui envoient des signaux au système immunitaire et peuvent déclencher un système immunitaire. réponse.
Cette première étape était intuitive - les cellules sans les gènes qui codent pour les protéines du CMH ne peuvent pas émettre le signal qui les «marque» comme «agents étrangers» pour le système immunitaire.
Cependant, ces cellules n'obtiennent pas alors un «laissez-passer gratuit». Au contraire, elles deviennent la cible d'un type de cellules immunitaires spécialisées que les scientifiques appellent les cellules tueuses naturelles (NK).
«Un produit qui peut être appliqué de manière universelle»
Lorsque les chercheurs ont examiné les moyens d'empêcher les cellules NK d'attaquer les cellules souches, ils ont découvert qu'une autre protéine de surface cellulaire - CD47 - qui maintient normalement les autres cellules immunitaires à distance, peut également inhiber les NK.
Les travaux de laboratoire et in vivo ont confirmé que le CD47 détenait la réponse à la répulsion des cellules NK. Encouragée par ces succès, l'équipe de recherche a ensuite transplanté les nouvelles cellules souches - avec deux gènes muets et un gène amélioré - dans des souris spécialement conçues qui avaient des éléments du système immunitaire humain pour simuler la réponse immunitaire chez l'homme. Ces greffes ont réussi et les corps des rongeurs n’ont pas rejeté les nouvelles cellules.
Enfin, l'équipe est allée encore plus loin en amenant les nouvelles cellules souches pluripotentes à se spécialiser en tant que différents types de cellules cardiaques. Une fois de plus, ils ont transplanté les cellules résultantes dans des souris dotées d'un système immunitaire semblable à celui d'un humain.
Les chercheurs rapportent que ces expériences ont également réussi, car les nouvelles cellules cardiaques ont survécu pendant longtemps et se sont formées en de simples vaisseaux sanguins et en tissu musculaire cardiaque.
Tous ces résultats, selon l'équipe, suggèrent que les médecins pourraient éventuellement utiliser ces cellules souches pour traiter des personnes.
«Notre technique résout le problème du rejet des cellules souches et des tissus dérivés de cellules souches et représente une avancée majeure dans le domaine de la thérapie par cellules souches», souligne le Dr Deuse.
«Notre technique peut bénéficier à un plus large éventail de personnes avec des coûts de production bien inférieurs à toute approche individualisée. Nous n'avons besoin de fabriquer nos cellules qu'une seule fois, et il nous reste un produit qui peut être appliqué universellement. "
Dr Tobias Deuse
