L'effet neuroprotecteur des cellules souches mésenchymateuses

LE FAIT a pu être établi au cours de multiples études précliniques : l'injection de cellules souches mésenchymateuses dans un cerveau ischémié apporte un bénéfice clinique important. La nature des mécanismes à l'origine de cet effet restait toutefois largement inconnue. Les travaux d'une équipe de chercheurs de l'université de Turane indiquent aujourd'hui que cet effet passe notamment par un dialogue entre les cellules greffées et les cellules du cerveau malade. Ce dialogue aboutit à des modifications de l'expression génétique favorable à la survie des neurones.

Darwin Prockop et coll. ont injecté des cellules stromales mésenchymateuses humaines dans l'hippocampe de souris adultes, vingt-quatre heures après le déclenchement expérimental d'une ischémie cérébrale transitoire. Comme attendu, ce traitement a conduit à une inhibition de la mort neuronale et à une réduction significative des déficits neurologiques classiquement associés à l'ischémie cérébrale.

Les cellules disparaissent en moins d'une semaine.

L'analyse histologique du cerveau des souris traitées montrent que ce bénéfice n'est pas associé à l'intégration de cellules humaines : les cellules injectées disparaissent de l'organisme des animaux en moins d'une semaine. L'effet thérapeutique de ces cellules passe donc par un effet paracrine.

Souhaitant préciser la nature de cet effet, Prockop et son équipe ont conduit des études transcriptionnelle, se fondant sur l'utilisation de puces à ADN. Les chercheurs ont non seulement étudié le profil d'expression génétique des cellules des souris malades, mais aussi celui des cellules humaines injectées.

Les résultats obtenus indiquent que, chez les souris non traitées, l'ischémie entraîne la surexpression de près de 600 gènes. L'injection de cellules souches de la moelle osseuse permet d'obtenir une réduction du niveau de transcription d'environ 10 % de ces gènes. La majorité d'entre eux codent pour des fonctions impliquées dans l'inflammation et la réponse immunitaire. L'injection de cellules souches mésenchymateuses induit en outre à la surexpression de quelques gènes murins. L'analyse des protéines contenues dans les macrophages et les cellules microgliales de l'hippocampe des souris traitées montrent notamment une élévation de la synthèse de facteur neuroprotecteur Ym1, de la cytokine de survie cellulaire IGF1, de la galectine-3, du facteur rac13-TTE et du complexe majeur d'histocompatibilité de type 2.

Du côté des cellules souches injectées, l'environnement ischémique semble également conduire à des modifications du transcriptome : 170 gènes sont surexprimés, 54 autres sont sous-exprimés. Là encore, les gènes dont le profil d'expression est altéré sont essentiellement impliqués dans les processus inflammatoires et immunitaires, ainsi que dans le contrôle de la prolifération cellulaire.

Ohtaki H et coll. « Proc Natl Acad Sci USA », édition en ligne avancée.