Les cellules souches annulent les anomalies congénitales

En injectant des cellules souches directement dans le cerveau, les scientifiques ont réussi à inverser les anomalies congénitales neurales chez des souris dont les mères ont reçu de l'héroïne pendant la grossesse. Même si la plupart des cellules transplantées n'ont pas survécu, elles ont incité les propres cellules du cerveau à effectuer des réparations importantes.

Réparer les dégâts : Des cellules souches neurales, marquées en vert avec un colorant fluorescent, ont été transplantées parmi les cellules cérébrales (rouges) d'une souris née avec des lésions cérébrales après que sa mère a reçu de l'héroïne pendant la grossesse. Des greffes comme celle-ci semblaient renverser efficacement les défauts cellulaires, biochimiques et comportementaux dont souffrent les souris endommagées par l'héroïne.

Les cellules souches transplantées se sont déjà révélées prometteuses pour inverser les lésions cérébrales causées par les accidents vasculaires cérébraux, ainsi que par les maladies neurologiques comme la maladie de Parkinson, la maladie d'Alzheimer et la maladie de Huntington. Mais leur utilisation dans le traitement des malformations congénitales est relativement nouvelle. Ces dernières années, une poignée d'équipes de recherche ont développé des thérapies à base de cellules souches pour les rongeurs présentant des anomalies congénitales réelles ou simulées dans le cerveau.

Joseph Yanaï , directeur du Ross Laboratory for Studies in Neural Birth Defects au Université hébraïque-École de médecine Hadassah , à Jérusalem, affirme que les thérapies par cellules souches sont idéales pour traiter les malformations congénitales où le mécanisme des dommages est multiforme et mal compris. Si vous utilisez des cellules souches neurales, dit Yanai, ce sont vos petits médecins. Ils recherchent le défaut, ils le diagnostiquent et ils différencient ce qui est nécessaire pour réparer le défaut. Ils font mon travail, en quelque sorte.

Yanai et ses collègues ont commencé avec des souris qui avaient été exposées à l'héroïne dans l'utérus. Ces souris souffrent de déficits d'apprentissage ; lorsqu'elles sont placées dans un réservoir d'eau trouble, par exemple, elles mettent plus de temps que les souris normales à retrouver leur chemin vers une plate-forme immergée. Et dans leur hippocampe, une zone du cerveau associée à la mémoire et à la navigation, les voies biochimiques critiques sont perturbées et moins de nouvelles cellules sont produites.

Tous ces problèmes sont rapidement résolus lorsque les chercheurs injectent des cellules souches neurales dérivées de souris embryonnaires dans le cerveau des animaux exposés à l'héroïne. En nageant, les souris traitées ont rattrapé leurs homologues normales et leurs déficits cellulaires et biochimiques ont disparu. Yanai a annoncé ces découvertes en 2007 et 2008 .

Des résultats aussi spectaculaires étaient surprenants, étant donné que seulement une fraction d'un pour cent des cellules souches transplantées ont survécu à l'intérieur du cerveau des souris. Mais ils sont cohérents avec un consensus émergent sur la façon dont les cellules souches adultes remplissent leurs nombreuses fonctions par le biais d'effets dits de spectateur ou de chaperon. Au-delà de la simple génération de remplacements pour les cellules endommagées, les cellules souches semblent produire des signaux qui incitent d'autres cellules à effectuer la maintenance normale des organes et à initier le contrôle des dommages.

L'effet chaperon est un aspect important de la biologie des cellules souches qui a simplement été sous-estimé, dit Evan Snyder , qui dirige le Stem Cell Research Center au Burnham Institute for Medical Research, en Californie, et dont le groupe de recherche a inventé le terme en 2002. C'est peut-être en fait le fruit à portée de main dans le domaine des cellules souches - en profitant de cela, et non l'aspect du remplacement cellulaire que nous avons toujours pensé être la clé de la biologie des cellules souches en médecine régénérative.

Cesar Borlongan, professeur et vice-président de la recherche au département de neurochirurgie de la Collège de médecine de l'Université de Floride du Sud , utilise un modèle différent pour explorer l'utilisation du traitement par cellules souches pour les nourrissons atteints de lésions cérébrales. En restreignant délibérément le flux sanguin et d'oxygène vers le cerveau des rats nouveau-nés, lui et ses collègues simulent les effets d'un accident vasculaire cérébral chez le nourrisson, un événement dévastateur qui provoque des lésions cérébrales incurables chez les humains nouveau-nés.

Tout comme Yanai, Borlongan a découvert que l'injection de cellules souches dans le cerveau des rats compromis renversait certains des déficits comportementaux observés avant le traitement. Par exemple, les rats traités pourraient s'équilibrer pendant des périodes plus longues sur une tige rotative.

Pour rapprocher ce type de thérapie des tests cliniques chez l'homme, Borlongan a expérimenté l'administration de cellules souches par voie intraveineuse. En juillet dernier, dans la version en ligne du Journal du flux sanguin cérébral et du métabolisme , lui et ses collègues ont annoncé que les cellules souches transplantées produisaient le même résultat chez le rat, qu'elles aient été administrées par voie intraveineuse ou injectées directement dans le cerveau.

Yanai a eu le même succès avec l'administration intraveineuse dans son modèle d'exposition à l'héroïne, qu'il prévoit d'annoncer lors de la réunion annuelle de cette année du Société internationale pour la recherche sur les cellules souches , à Barcelone.

Les cellules souches injectées sont capables de migrer de la circulation sanguine vers le cerveau pour deux raisons, explique Borlongan. Premièrement, le cerveau blessé envoie des signaux chimiques qui recrutent les cellules. Et deuxièmement, les lésions cérébrales peuvent compromettre la barrière hémato-encéphalique, qui régule normalement les substances pouvant franchir le seuil dans le cerveau.

Cependant, tout le monde n'est pas enthousiasmé par l'approche intraveineuse. darwin prockop , directeur de la Institut de médecine régénérative au Texas A&M Health Science Center College of Medicine, avertit que les cellules injectées peuvent se loger dans d'autres organes, en particulier les poumons, provoquant des effets secondaires indésirables et même mortels. Et selon Evan Snyder, il peut être inutile de passer par la circulation sanguine ; son groupe n'a constaté aucun risque majeur associé à l'injection cérébrale directe, une voie qu'il considère comme cliniquement faisable chez l'homme.

Mais toutes ces thérapies impliquent l'introduction de cellules étrangères dans le corps et, par conséquent, courent le risque de provoquer une réponse immunitaire potentiellement dangereuse. Dans la plupart des études à ce jour, les rongeurs traités sont dosés avec des immunosuppresseurs puissants. Yanai explore actuellement des traitements personnalisés pour contourner ce problème : les cellules sont extraites de l'animal à traiter, amenées à revenir à un état de type cellule souche, puis transplantées. Parce qu'elles proviennent de l'animal traité, les cellules sont reconnues comme étant elles-mêmes et ignorées par le système immunitaire.

Récemment, Borlongan a découvert que les immunosuppresseurs sont inutiles dans le modèle d'AVC du nourrisson. Parce qu'il traite les rongeurs à un très jeune âge, leur système immunitaire encore immature semble relativement imperturbable face aux cellules souches transplantées. Borlongan note qu'une réponse immunitaire de faible niveau peut en fait être utile : en réduisant le nombre de cellules qui survivent à long terme, elle peut réduire le risque que les cellules injectées se reproduisent de manière incontrôlable et forment des tumeurs.

Néanmoins, selon Prockop, le risque de tumeurs est une préoccupation sérieuse avec toute thérapie à base de cellules souches. Et bien qu'il soit optimiste quant à l'avenir des thérapies cellulaires pour le traitement d'une grande variété de maladies, il appelle à la prudence et à la conscience lorsqu'il s'agit d'envisager de graves malformations congénitales. Le grand danger est que vous puissiez prendre un enfant qui pourrait être condamné à mourir dans quelques années et faire de cet enfant un invalide à vie qui a besoin de soins infirmiers continus, dit-il. Les perspectives, si vous y réfléchissez bien, sont donc extrêmement inquiétantes. Si vous n'obtenez pas une guérison complète, vous causez peut-être plus de mal que de bien.

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