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Un nouveau système de multiplication de cellules souches du sang

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Une équipe du département d'Hématologie de l'Institut Cochin (Unité 567 de l'Inserm, UMR 8104 du CNRS, Université René Descartes) dirigé par Axel Kahn a réussi à amplifier ex vivo des cellules souches hématopoïétiques humaines en utilisant une méthode nouvelle, non invasive et originale.

Identification des cellules souches capables de régénérer l'épiderme, les glandes sébacées et les follicules pileux. Greffe de cellules souches sur la peau du dos d'un embryon de souris. Crédits : INSERM

Les cellules souches hématopoïétiques (CSH) représentent un petit contingent de cellules capables de générer toutes les cellules du sang tout au long de la vie, en fonction des besoins de l'organisme. Les CSH sont présentes majoritairement dans la moelle osseuse et, de façon plus minoritaire, dans le sang circulant et le sang placentaire. Ces cellules peuvent s'autorenouveler ou se différencier et reconstituer l'hématopoïèse à long terme d'un individu après transplantation. Il en résulte un nombre croissant d'utilisations potentielles en thérapeutique. Cependant, un problème majeur réside dans le fait que le nombre de CSH récupérées est souvent faible, ce qui limite leur utilisation en clinique notamment dans le cadre des greffes de moelle et des protocoles de thérapie cellulaire ou génique. On comprend ainsi l'importance de leur amplification ex vivo. Les méthodes actuellement disponibles pour leur amplification sont basées sur l'utilisation de facteurs de croissance qui, malheureusement, leur font généralement perdre leur caractère « souche », ce qui réduit grandement l'utilisation en clinique des cellules ainsi amplifiées.

Des résultats récents d'une équipe de Montréal ont montré que le transfert du gène HoxB4 (connu pour être impliqué dans la croissance d'une partie de l'embryon) dans des CSH de souris permettait une amplification forte et persistante du nombre des cellules souches in vivo, sans induire leur différenciation ni leur transformation leucémique. Chez l'homme, il a été récemment montré que l'infection des CSH avec un vecteur rétroviral recombinant contenant la séquence codante du gène HoxB4 menait aussi à une amplification in vitro de ces cellules. Cependant ces CSH étaient génétiquement modifiées, exprimaient HOXB4 de façon constitutive et n'étaient donc pas utilisables dans le cadre d'un projet thérapeutique.

Des travaux de l'équipe d'Alain Prochiantz à l'Ecole Normale Supérieure de Paris avaient montré que les protéines HOX ont la remarquable propriété de traverser spontanément les membranes cellulaires sans nécessiter de récepteur spécifique. Afin d'éviter la modification du génome des cellules souches par l'introduction du gène HoxB4, Sophie Amsellem et Serge Fichelson, chercheurs dans le Département d'Hématologie de l'Institut Cochin, dirigé par Sylvie Gisselbrecht et Paul-Henri Roméo, ont utilisé cette propriété pour introduire passivement la protéine HOXB4 dans les CSH humaines. Ils ont ainsi démontré que le transfert passif de la protéine HOXB4 provoquait une augmentation importante du nombre des cellules souches ex vivo. De plus, les cellules amplifiées gardaient leurs caractères « souches » définis par leur capacité à greffer dans des souris immuno-déprimées ainsi que leur pluripotentialité.

Sophie Amsellem et Serge Fichelson ont donc mis au point un nouveau système d'amplification des CSH humaines qui ne nécessite ni une modification génétique de ces cellules et ni un traitement avec des facteurs de croissance. Il s'agit d'un modèle d'amplification cellulaire non viral pouvant constituer une base pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques utilisant les cellules souches présentes dans les différents tissus humains adultes.

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