Une nouvelle méthode de fabrication de neurones pourrait conduire au traitement de la maladie de Parkinson

Une nouvelle méthode de synthèse des neurones producteurs de dopamine, le type prédominant de cellules cérébrales détruites dans la maladie de Parkinson, offre l'espoir de créer des thérapies de remplacement cellulaire qui inversent les dommages.

Relooker le cerveau : Les cellules humaines productrices de dopamine (marquées en rouge et vert) survivent et fonctionnent lorsqu'elles sont transplantées dans le cerveau de rats présentant des lésions cérébrales qui ressemblent à la maladie de Parkinson.

Le procédé fournit un moyen efficace de fabriquer des cellules fonctionnelles. Lorsqu'elles ont été transplantées dans des souris et des rats présentant des lésions cérébrales et des problèmes de mouvement similaires à ceux de la maladie de Parkinson, les cellules se sont intégrées au cerveau et ont fonctionné normalement, inversant les problèmes moteurs des animaux.

Cette découverte rapproche les chercheurs du test d'une thérapie dérivée de cellules souches chez les patients atteints de ce trouble. Nous avons enfin une cellule qui semble survivre et fonctionner et une source cellulaire que nous pouvons facilement étendre, dit Lorenz Studer , chercheur au Sloan Kettering Institute et auteur principal de la nouvelle étude. Cela nous rend optimistes quant au fait que cela pourrait potentiellement être utilisé chez les patients à l'avenir.

La recherche met également en évidence les défis de la génération de cellules pour la thérapie de remplacement tissulaire, montrant que des différences subtiles dans la façon dont les cellules sont fabriquées peuvent avoir un impact énorme sur leur efficacité une fois implantées.

De nombreux symptômes de la maladie de Parkinson, notamment les tremblements, la rigidité musculaire et la perte d'équilibre, sont liés à la perte de dopamine dans le cerveau. Bien que des médicaments existent pour remplacer une partie des produits chimiques perdus, ils ne soulagent pas tous les symptômes et peuvent perdre de leur efficacité avec le temps. Les scientifiques espèrent que le remplacement des cellules perdues par de nouvelles offrira une solution plus complète et à long terme.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont commencé avec des cellules souches embryonnaires humaines, qui, par définition, peuvent se différencier en n'importe quel type de cellule. Pour fabriquer un type spécifique de cellule en grand nombre, les scientifiques exposent les cellules souches à un cocktail de produits chimiques qui imitent ce qu'elles ressentiraient au cours d'un développement normal.

Alors que les chercheurs sur les cellules souches étaient auparavant capables de créer des neurones producteurs de dopamine à partir de cellules souches humaines, ces cellules n'ont pas fait grand-chose pour atténuer les problèmes de mouvement chez les animaux conçus pour imiter les symptômes de la maladie de Parkinson. En 2009, Studer et d'autres ont développé une méthode de fabrication des cellules qui imite plus étroitement la façon dont elles se forment au cours du développement. Les cellules résultantes portent également davantage de marqueurs moléculaires qui caractérisent les cellules productrices de dopamine dans le cerveau.

Dans la nouvelle recherche, publiée dimanche dans la revue La nature , l'équipe de Studer a trouvé un moyen de rendre ces cellules encore plus efficaces. Ceci est important en termes de test final de la thérapie chez l'homme; de nombreuses méthodes de fabrication de types spécifiques de cellules sont complexes et donnent de petites quantités du produit souhaité.

Ils pourraient intensifier le processus pour produire suffisamment de matériel à transplanter chez des singes, dont le cerveau plus gros ressemble plus à celui des humains que celui des autres animaux utilisés pour les tests.

De plus, les chercheurs ont démontré que les greffes de cellules pouvaient corriger des problèmes semblables à ceux de la maladie de Parkinson chez les souris et les rats. Trois tests différents de la fonction motrice se sont tous considérablement améliorés lorsque vous insérez les cellules, explique Studer.

Alors que les deux singes de l'étude présentaient également des lésions cérébrales rappelant la maladie de Parkinson, il ne s'est pas écoulé suffisamment de temps pour déterminer si les greffes seront utiles, dit Studer. Il a fallu cinq mois après la transplantation pour que les cellules aient un effet visible chez les rongeurs.

Les résultats démontrent les défis du développement de traitements basés sur des cellules vivantes. Auparavant, je pense que beaucoup de gens considéraient la thérapie cellulaire [pour la maladie de Parkinson] comme une pompe biologique productrice de dopamine, dit Olé Isaacson , neuroscientifique à la Harvard Medical School. Mais en réalité, cela nécessite un remplacement très spécifique des cellules nerveuses. À moins d'avoir un protocole de différenciation spécifique, vous n'obtiendrez pas de récupération fonctionnelle dans les modèles de rongeurs. Isacson n'a pas été impliqué dans la recherche mais a collaboré avec Studer sur d'autres projets.

Les chercheurs ont principalement utilisé des cellules souches embryonnaires dans ces expériences, car les tissus dérivés de ces cellules sont déjà utilisés dans des essais humains pour traiter les lésions de la moelle épinière et certains types de cécité. Ils ont également montré que le protocole fonctionne sur les cellules souches pluripotentes induites (iPS), qui sont dérivées de cellules adultes qui sont ramenées à un état de type embryonnaire en utilisant une combinaison de facteurs génétiques ou chimiques. Les cellules iPS sont génétiquement adaptées au donneur de cellules et pourraient finalement constituer une source préférable de tissu pour la thérapie. Cependant, ces cellules sont plus éloignées des tests humains car elles sont beaucoup moins étudiées que les cellules embryonnaires.

L'équipe de Studer prévoit maintenant de fabriquer les cellules à une échelle encore plus grande dans une installation qui répond aux conditions fixées par la Food and Drug Administration des États-Unis pour les thérapies humaines. Nous devons être capables de fabriquer suffisamment de cellules pour greffer 100 patients, explique Studer. Il prédit que cela prendra un an ou deux, suivi de tests de sécurité approfondis pour s'assurer que les cellules différenciées ne se comportent pas de manière inattendue une fois implantées.

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