Les cellules souches hématopoïétiques – les précurseurs des cellules sanguines – ont été notoirement difficiles à cultiver dans une boîte, un outil essentiel en recherche fondamentale. Des scientifiques de la faculté de médecine de l’Université de Californie à San Diego ont identifié le problème sous-jacent et développé une méthode pour maintenir les cellules cultivées en bonne santé. Ces résultats, disent-ils, sont des nouvelles positives pour les patients à la recherche de greffes de cellules souches – et peuvent suggérer une nouvelle façon de prévenir le vieillissement.
Les résultats publiés dans le numéro en ligne du 12 août 2021 de Cellule souche.
Dans les greffes de moelle osseuse, des cellules souches hématopoïétiques sont perfusées par voie intraveineuse pour rétablir la production de sang chez les patients dont la moelle osseuse ou le système immunitaire sont endommagés. La procédure est utilisée pour traiter des maladies telles que la leucémie, le lymphome, l’anémie aplasique et les troubles d’immunodéficience. Cependant, les cellules souches de donneurs ne sont pas toujours disponibles pour les patients qui en ont besoin.
Le HSF1-la voie du choc thermique médiée favorise la protéostase dans les cellules souches hématopoïétiques en culture et au cours du vieillissement.
Même pour les patients qui reçoivent des thérapies à base de cellules souches, la transplantation de plus de cellules entraîne moins de complications et augmente les chances de succès global. »
Robert Signer, PhD, auteur principal, professeur adjoint de médecine, UC San Diego School of Medicine
Alors que d’autres chercheurs ont essayé de cultiver des cellules souches hématopoïétiques en recréant l’environnement de la moelle osseuse dans une boîte, l’équipe de Signer a plutôt demandé quel mécanisme interne rend les cellules malsaines au départ, et pourraient-ils remédier directement à ce processus ?
L’auteur principal Miriama Kruta, PhD, postdoctorale dans le laboratoire de Signer au moment de l’étude, et ses collègues ont découvert que dans l’environnement étranger de la boîte de culture, les cellules souches commencent à produire un excès de protéines, provoquant un stress extrême. L’état de stress active la réponse au choc thermique, une voie de réduction du stress hautement conservée régulée par le facteur de choc thermique 1 (HSF1). Les chercheurs ont identifié deux petites molécules différentes qui suractivent le HSF1 gène. En les ajoutant à la culture, l’activité accrue de la voie du choc thermique a permis de rééquilibrer l’état d’équilibre ou l’homéostasie des cellules.
« Maintenant, nous pouvons préserver des cellules souches de haute qualité en culture sur une période de temps prolongée », a déclaré Signer. « Nous espérons que la qualité accrue conduira à de meilleurs résultats cliniques. »
La récupération de l’homéostasie des protéines par HSF1 l’activation a été montrée dans les cellules souches hématopoïétiques de souris et humaines. La prochaine étape, a déclaré Signer, consiste à tester comment ces petites molécules affectent le résultat des cellules souches humaines dans les systèmes de transplantation.
Les chercheurs ont découvert que la voie du choc thermique n’est pas seulement importante dans une boîte de Pétri, elle maintient également les cellules souches en bonne santé dans leur moelle osseuse native pendant le vieillissement. Tandis que HSF1 est inactif dans les cellules souches des jeunes adultes, il est activé chez les adultes d’âge moyen et plus âgés.
« HSF1 est activé pendant le vieillissement pour garder vos cellules souches en forme », a déclaré Signer. « Les dommages causés par les protéines altèrent les cellules souches pendant le vieillissement et contribuent probablement à perturber la production de sang et de cellules immunitaires chez les personnes âgées. HSF1 pourrait éventuellement être utilisé pour améliorer la fonction des cellules souches et des tissus au cours du vieillissement afin de prévenir les troubles sanguins et de renforcer l’immunité chez les personnes âgées.
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