En exposant les cellules de la peau à une combinaison particulière de molécules de programmation cellulaire, les scientifiques ont réussi à les transformer en cellules cérébrales qui se comportent comme des cellules natives.
L’étude est inhabituelle parce que, contrairement à de nombreuses techniques de conversion cellulaire, les cellules ne sont pas retournées au stade des cellules souches d’abord – elles sont directement converties en cellules cérébrales – évitant ainsi le risque de produire de nombreux autres types de cellules.
Et l’étude est unique, car l’équipe a réussi à reprogrammer les skincells pour devenir un type particulier de cellule cérébrale au lieu d’une gamme de gemmes.
Écrivant dans la revue, les chercheurs de l’Université Washington University of Medicine à St. Louis (WUSTL), MO, rapportent comment ils ont utilisé une combinaison particulière de microARN et de facteurs de transcription pour reprogrammer les cellules de la peau dans un type particulier de cellules cérébrales.
Les neurones épineux moyens qu’ils ont produits – qui ont survécu pendant au moins 6 mois après l’injection dans le cerveau des souris – sont importants pour le contrôle des mouvements et sont le principal type affecté dans la maladie de Huntington.
La maladie de Huntington est une maladie génétique héréditaire qui provoque des mouvements involontaires et un déclin graduel de la capacité mentale. Les patients atteints de la maladie – qui commence généralement à l’âge mûr – peuvent vivre 20 ans après l’apparition des symptômes, bien que ceux-ci s’aggravent graduellement.
Les cellules converties ont montré des propriétés de cellules natives
Andrew S. Yoo, auteur principal, professeur adjoint de développementalbiologie à WUSTL, affirme que non seulement les nouvelles cellules ont survécu dans le cerveau des souris, mais qu’elles ont également montré des propriétés similaires à celles des cellules natives:
« Ces cellules sont connues pour étendre les projections dans certaines régions du cerveau.Et nous avons trouvé les cellules transplantées humaines également connectées à ces cibles distantes dans le cerveau de la souris.C’est un point de repère sur ce document. »
Parce qu’ils ont utilisé des cellules de peau humaine adulte dans l’étude – et non des cellules de moustiques ou des cellules humaines à un stade plus précoce du développement – l’équipe qui croit au travail montre le potentiel d’utilisation des propres cellules des patients dans la médecine régénérative. Ceci est important car les thérapies peuvent utiliser des cellules facilement disponibles et également éviter le problème du rejet immunitaire.
Pour leur étude, le Dr Yoo et ses collègues ont cultivé les cellules de la peau dans un environnement qui imite celui des cellules du cerveau. Dans des travaux antérieurs, ils avaient déjà découvert que l’exposition des cellules de la peau à deux petites molécules d’ARN appelées miR-9 et miR-124 peut les transformer en différents types de cellules cérébrales.
Bien qu’ils essayent toujours de déterminer exactement ce qui se passe, Theteam croit que les deux petites molécules d’ARN ouvrent les cellules DNAinside étroitement emballés qui contient des instructions pour fabriquer des cellules du cerveau, permettant aux gènes spécifiques à leur développement et à leur fonction d’être allumés.
Ayant prouvé que l’exposition à ces petites molécules d’ARN convertit les skincells en un mélange de cellules cérébrales, l’équipe a commencé à peaufiner les signaux chimiques. Ils l’ont fait en ajoutant des molécules appelées facteurs de transcription, dont ils savaient déjà qu’elles étaient présentes dans la partie du cerveau où les neurones à spin moyen sont abondants.
Les facteurs de transcription guident les cellules pour devenir un type spécifique
Le co-premier auteur Matheus B. Victor, un étudiant diplômé en neurosciences, dit croire que les petites molécules d’ARN «font le gros du travail», et:
« Ils amènent les cellules de la peau à devenir des neurones.Les facteurs de transcription que nous ajoutons guident ensuite les cellules de la peau à devenir un sous-type spécifique, dans ce cas les neurones épineux moyens.Nous pensons que nous pourrions produire différents types de neurones.
L’équipe a également montré que lorsque les cellules de la peau sont exposées aux seuls facteurs de transcription, sans les petites molécules d’ARN, les cellules de la peau ne se transforment pas correctement.
L’équipe a également effectué des tests approfondis pour montrer que les nouvelles cellules cérébrales possédaient les caractéristiques des neurones épineux moyens. Ils ont exprimé les bons gènes pour leur type spécifique et n’ont pas exprimé de gènes pour d’autres types de neurones.
Et, une fois transplanté dans le cerveau des souris, les cellules converties semblaient comme des neurones épineux natifs moyens et se comportaient comme elles.
L’équipe utilise maintenant des cellules cutanées de patients atteints de la maladie de Huntington et les convertit en neurones épineux moyens en utilisant leur nouvelle approche. Ils prévoient également d’injecter les cellules dans des souris avec la maladie.
L’étude a été financée par divers organismes, y compris les National Institutes of Health (NIH).
