Ce travail, réalisé par l'équipe de Douglas Kerr (Johns Hopkins School of Medicine), se situe dans le cadre de la recherche sur la sclérose latérale amyotrophique (SLA). Il a été soutenu par le Projet SLA américain (ALS Project).
Dans un premier temps, les chercheurs ont inoculé à des rats le virus Sindbis qui détruit sélectivement les motoneurones. Ces rats constituent un modèle d'étude de la SLA (ou maladie de Charcot, que les Américains appellent maladie de Lou Gehrig).
Un tiers des rats (n = 15) ont ensuite reçu l'administration, dans le liquide céphalo-rachidien, de cellules souches embryonnaires humaines qui, on le sait, sont capables de se différencier en n'importe quel type cellulaire. Les autres rats (contrôles) ont reçu soit des cellules humaines n'ayant pas les propriétés de cellules souches, soit des cellules de rein de hamster.
Le contrôle des pattes arrière
Douze semaines plus tard, les 15 rats paralysés qui avaient reçu les cellules souches embryonnaires humaines avaient partiellement retrouvé le contrôle de leurs pattes arrière, dont la force était de 40 % supérieure à celle des rats contrôles. Au bout de 24 semaines, 11 des 15 rats ayant reçu les cellules souches étaient placés sur le dos et mettaient, pour se retourner, au moins trois secondes de moins qu'avant traitement. En revanche, les rats contrôles ne montraient aucune amélioration.
On savait que, chez des rats non blessés, si l'on administre des cellules souches embryonnaires humaines, celles-ci sont retrouvées uniquement à la surface de la moelle. En revanche, chez les rats paralysés de la présente étude, Kerr et coll. les ont retrouvées implantées à l'intérieur de la moelle. La plupart de ces cellules étaient devenues des cellules nerveuses (astrocytes, neurones). Mais - et la surprise de l'étude est là - seulement 4 cellules souches par rat sont devenues des motoneurones, s'étendant de la moelle au muscle.
Des facteurs de croissance
Ce qui est tout à fait insuffisant pour expliquer l'amélioration clinique observée. « Nous avons constaté une récupération physique et nous avons vu des cellules humaines devenir des motoneurones ; mais il était clair que ces deux faits n'étaient pas liés. Nous avons vu une récupération fonctionnelle qui n'était pas due aux nouveaux neurones et nous n'avions aucune idée de ce qui se passait », explique Kerr.
Les chercheurs ont ensuite constaté que les neurones naturels des rats étaient « en meilleure santé » chez ceux qui avaient reçu des cellules souches humaines. Ils ont alors découvert que ces cellules humaines produisaient de grandes quantités de deux signaux de croissance : le TGF-alpha (Transforming Growth Factor), qui favorise la survie des neurones, et le BDNF (Brain Derived Neurotrophic Factor), qui favorise les connexions entre les neurones. Le blocage de ces signaux en laboratoire a supprimé l'effet bénéfique des cellules souches.
« Le rôle inattendu de cellules non neuronales dans la récupération de la fonction motrice pourrait avoir un jour d'importantes implications thérapeutiques », estime l'un des chercheurs, Jeffrey Rothstein.
« Journal of Neuroscience ». A paraître sur : jneurosci.org.
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