ENCORE du nouveau dans le domaine des cellules souches pluripotentes induites (SPI) humaines, ces cellules semblables aux cellulaires souches embryonnaires, produites par reprogrammation directe de fibroblastes cutanés ou d'autres cellules somatiques adultes : deux équipes sont parvenues à mettre au point des systèmes de production de cellules SPI au moins cent fois plus efficaces que le système classique. Ces deux systèmes devraient grandement faciliter l'étude des mécanismes moléculaires associés à la reprogrammation des cellules somatiques adultes en cellules pluripotentes et, à terme, conduire à la mise au point de protocoles de reprogrammation compatibles avec une utilisation thérapeutique des cellules SPI.
Le mécanise précis de la reprogrammation cellulaire.
L'obtention de cellules SPI passe pour l'instant par l'insertion de quatre gènes dans le génome des cellules à reprogrammer. Ces gènes codent pour des facteurs de transcription associés à la pluripotence. Ils sont délivrés aux cellules à l'aide de vecteurs viraux recombinants. La technique fonctionne, mais son efficacité est très faible, notamment parce que le nombre de virus pénétrant dans une cellule et s'insérant dans son génome est très variable. Ainsi, à peine 0,001 % à 0,1 % des cellules infectées deviendront des cellules SPI.
Si ce faible rendement suffit largement pour la production de lignées cellulaires modèles (telles que les 21 lignées associées à des maladies humaines qui ont été établies pendant l'été), il ne facilite pas le travail des scientifiques qui essayent de comprendre les mécanismes précis de la reprogrammation cellulaire. Or la connaissance de ces mécanismes est cruciale au développement de méthodes de production de cellules SPI utilisables en clinique.
Les équipes de Rudolf Jeanisch (Whitehead Institute, Cambridge, Massachusetts) et de Konrad Hochedlinger (Harvard Stem Cell Institute) ont peut-être trouvé une solution à ce problème technique : il suffit d'utiliser des systèmes de reprogrammation inductibles.
Les systèmes développés par les deux équipes sont très semblables : les chercheurs ont infecté des cellules somatiques adultes à l'aide de vecteurs viraux codant pour les facteurs de transcription nécessaires à la reprogrammation, placés sous le contrôle de promoteurs inductibles. Les gènes insérés ne peuvent s'exprimer que lorsque le milieu de culture des cellules contient de la doxycycline. Une première étape de culture réalisée en présence de l'antibiotique permet d'obtenir une première génération de cellules SPI. Ces cellules, obtenues à bas rendement, sont isolées, multipliées, puis différenciées. Il suffit alors de replacer les cellules somatiques adultes ainsi obtenues en présence de doxycycline pour obtenir une seconde génération de cellules SPI, et cette fois-ci avec un rendement au moins cent fois supérieur et pouvant même atteindre 2 %.
L'amélioration de l'efficacité de la reprogrammation observée au cours de ces expériences est probablement liée au fait que les cellules somatiques adultes dérivant de la première génération de cellules SPI ont un génome compatible avec la reprogrammation recherchée : toutes les cellules dérivant d'une cellule SPI contiennent en effet nécessairement une combinaison de gènes surnuméraires insérés adéquates, ou tout du moins qui a déjà « fonctionné ». L'utilisation de ces systèmes inductibles efficaces pourrait conduire à une accélération des recherches visant à élucider les processus moléculaires et biochimiques qui conduisent à la réinitialisation des cellules différenciées. Car, ne l'oublions pas, si la reprogrammation cellulaire fonctionne, nul ne sait vraiment comment.
Maherali N et coll. et Hockemeyer D et coll. « Cell Stem Cell » du 11 septembre 2008, 340-5 et 346-53.
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