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Une source de cellules souches masculines
Des cellules souches adultes qui se comportent un peu comme des cellules embryonnaires ont été isolées de testicules humains, faisant naître l'espoir d'une nouvelle source de cellules souches polyvalentes sans manipulation génétique ni destruction d'embryons. Si les nouvelles cellules souches peuvent être utilisées à des fins thérapeutiques, une simple biopsie testiculaire pourrait fournir le matériel de départ d'une médecine régénérative personnalisée.
Transformation testiculaire : Les cellules souches de testicules humains adultes ne produisent normalement que du sperme, mais lorsqu'elles sont cultivées en laboratoire avec des facteurs de croissance spéciaux, elles commencent à ressembler à des cellules souches embryonnaires et peuvent se différencier en de nombreux types de cellules adultes.
Les nouvelles cellules souches, connues sous le nom de cellules souches germinales humaines adultes (CGC), ont été cultivées par des chercheurs en Allemagne et au Royaume-Uni en ajoutant des facteurs de croissance spéciaux aux cellules spermatogonales extraites des testicules. Les cellules spermatogonales sont des cellules souches du testicule adulte qui ne génèrent normalement qu'un seul type de cellule différenciée (le spermatozoïde). Mais avec les bons facteurs de croissance, ces cellules spermatogonales peuvent changer pour devenir pluripotentes. Ils commencent à produire des protéines normalement fabriquées par les cellules souches embryonnaires et acquièrent la capacité de se différencier en de nombreux types cellulaires différents.
Dans un article publié aujourd'hui dans La nature , Thomas Skutella de l'Université de Tübingen, en Allemagne, et ses collègues soulèvent la possibilité que les GSC adultes puissent surmonter bon nombre des obstacles auxquels se heurtent encore des approches alternatives.
Contrairement aux cellules souches embryonnaires, qui nécessitent la destruction d'embryons humains et posent des défis immunologiques car le corps d'un patient rejettera les cellules étrangères, les GSC adultes ne nécessitent pas d'embryons et devraient être tolérées par les patients car elles sont fabriquées à partir de leurs propres cellules. Les CGC adultes devraient également être plus polyvalentes que les autres types de cellules souches adultes, qui ne peuvent généralement donner naissance qu'à un ou quelques types de cellules différenciées.
De plus, contrairement aux cellules souches pluripotentes induites (iPS), qui sont fabriquées par ingénierie de gènes de cellules souches embryonnaires dans des cellules adultes normales à l'aide de rétrovirus, les GSC adultes ne nécessitent pas de manipulations importantes et évitent donc les risques de cancer associés.
Skutella dit que ses résultats sont similaires à ceux d'expériences récentes réalisées sur des souris, mais qu'il était beaucoup plus délicat d'isoler le bon type de cellules chez l'homme. Vous pouvez utiliser le pouvoir de la génétique pour créer des souris transgéniques avec des spermatogonies vertes afin d'isoler facilement ces cellules, dit-il. Mais pour la médecine régénérative, il est essentiel d'utiliser le système humain. Nous ne pouvons évidemment pas créer d'humains transgéniques, nous avons donc dû revenir aux racines de la biologie cellulaire et essayer un mélange de choses pour isoler les cellules souches.
À l'aide de 22 échantillons de tissus testiculaires d'hommes âgés de 17 à 81 ans, les chercheurs ont isolé des cellules souches spermatogonales à l'aide de billes magnétiques qui ont physiquement extrait les bonnes cellules du mélange cellulaire. Ces billes ont été recouvertes d'un anticorps qui reconnaît une molécule de surface enrichie en cellules germinales. Les chercheurs ont suivi cela avec deux autres cycles de purification : un qui utilisait des revêtements de boîtes de culture qui adhèrent préférentiellement aux cellules germinales, et un second qui utilisait des revêtements qui adhèrent aux cellules somatiques (non germinales).
En ajoutant le facteur inhibiteur de la leucémie (LIF) - une molécule qui est normalement utilisée pour empêcher les cellules souches embryonnaires de se différencier - l'équipe a réussi à transformer les cellules souches spermatogonales résultantes en cellules souches qui ressemblent beaucoup plus aux cellules souches embryonnaires et peuvent former une variété similaire. de types cellulaires.
Skutella pense que les cellules souches germinales sont fondamentalement plus propices à la reprogrammation que les cellules qui ne participent pas à la lignée germinale (la production de spermatozoïdes ou d'ovules). À l'appui de cela, une transformation similaire en cellules pluripotentes avait déjà été observée avec des cellules germinales primordiales, des cellules de l'embryon qui forment plus tard des précurseurs de spermatozoïdes et d'ovules. Mais l'obtention de ces cellules germinales nécessite la destruction de l'embryon, alors que les cellules testiculaires adultes ne sont pas confrontées à ce problème. L'ADN des cellules germinales est plus ouvert aux manipulations, elles ont donc des avantages par rapport aux autres cellules souches adultes, explique Skutella.
Fari Izadyar, directeur du développement scientifique du programme de cellules souches germinales de la société de biotechnologie PrimeGen, a déclaré que son équipe avait également obtenu des résultats prometteurs en amenant le tissu testiculaire humain à se différencier en cellules cardiaques, cérébrales, osseuses et cartilagineuses, bien que la société ait pas encore publié les données. Il a été difficile de produire des résultats cohérents sans un approvisionnement constant de tissu testiculaire humain normal, dit-il.
Alors que le matériel de départ est facile à obtenir avec de petites biopsies testiculaires, Skutella admet que sa méthode de production de lignées de cellules souches germinales pluripotentes stables prend plusieurs mois, et que cela devrait être accéléré si les cellules doivent être utilisées à des fins thérapeutiques. Nous cherchons actuellement à améliorer notre procédure d'enrichissement en trouvant des molécules de surface cellulaire plus spécifiques qui peuvent être utilisées pour isoler les cellules plus rapidement à l'avenir, dit-il.
Une autre question ouverte est de savoir si et comment les femmes pourraient bénéficier de la découverte. Skutella soutient qu'à tout le moins, les cellules souches germinales mâles pourraient être utilisées pour traiter les femmes de la même manière que la moelle osseuse est utilisée dans le traitement du cancer : en trouvant un donneur masculin étroitement lié et en traitant le patient avec des immunosuppresseurs, pour empêcher le corps de rejeter les cellules.
Mais d'autres espèrent que des cellules souches aussi polyvalentes pourront être obtenues à partir de l'appareil reproducteur féminin. Antonin Bukovsky de l'Université de Knoxville, dans le Tennessee, a déjà trouvé des cellules souches à la surface de l'ovaire et a réussi à les différencier en cellules neuronales. Je pense que ces cellules pourraient avoir un potentiel très similaire à celui des testicules, et elles seraient tout aussi faciles à obtenir, dit-il. Vous n'auriez qu'à brosser la surface de l'ovaire, et nous savons déjà qu'ils existent encore chez les femmes d'un âge avancé.