Une étude publiée aujourd'hui dans STEM CELLS Translational Medicine ouvre la voie à une nouvelle voie possible de traitement de l'AVC ischémique.
L'étude, dirigée par Annamaria Cimini, Ph.D., de l'Université de L'Aquila, et Liborio Stuppia, MD, de l'Université D'Annunzio, Italie, révèle comment le sécrétome des cellules souches du liquide amniotique peut restaurer la plasticité neuronale (le capacité du cerveau à changer et à s'adapter), améliorer la cognition et remplacer les neurones endommagés ou perdus en raison d'un AVC ischémique.
Leur découverte peut conduire à une thérapie de l'AVC plus largement applicable qui n'est pas entravée par une fenêtre de traitement étroite ou des conditions préexistantes.
Chaque année, 5,5 millions de personnes dans le monde meurent d'un accident vasculaire cérébral, et plus de 116 millions d'années de vie en bonne santé sont perdues en raison de décès et de handicaps liés à l'AVC, selon l'Organisation mondiale de l'AVC. La plupart des AVC – environ 87 pour cent – sont de type ischémique, qui surviennent lorsqu'un vaisseau fournissant du sang au cerveau est obstrué.
Le traitement le plus efficace actuellement utilisé est un médicament anti-caillot connu sous le nom d'activateur tissulaire du plasminogène (t-PA). Cependant, pour être efficace, le t-PA doit être administré dans les trois heures suivant l'apparition des symptômes d'AVC, et même dans ce cas, le taux de guérison n'est que d'un patient sur 10. Les t-AP présentent également leurs propres risques, en particulier pour les personnes qui ont des antécédents de problèmes de saignement, d'hypertension artérielle incontrôlée ou de chirurgie ou de traumatisme récent.
«La thérapie thrombolytique elle-même peut conduire à des lésions cérébrales, à savoir des lésions d'ischémie / reperfusion cérébrale (I / R). Les lésions d'I / R sont l'une des principales causes d'invalidité, de morbidité élevée et de mortalité dans le monde», a déclaré le Dr Cimini. (La reperfusion fait référence à l'acte de rétablir le flux sanguin vers un organe ou un tissu, généralement après une crise cardiaque ou un accident vasculaire cérébral.)
Dans la recherche de meilleures options de traitement, les cellules souches sont devenues des candidats possibles en raison de leurs capacités régénératrices. Les cellules souches du liquide amniotique humain (hAFSC) en particulier sont intéressantes, car les cellules souches adultes – même après reprogrammation – pourraient transmettre des conditions génétiques préexistantes, représentant ainsi une limitation dans leur application.
D'autre part, les hAFSC offrent une ardoise thérapeutique propre. Une nouvelle classe de cellules souches pluripotentes avec des caractéristiques intermédiaires entre les cellules souches embryonnaires et adultes, les hAFSC sont capables de se différencier en toute sécurité dans tous les types de tissus. De plus, les problèmes éthiques liés à leur utilisation sont minimes, car ils sont recueillis lors d'une amniocentèse de routine, d'une amnio-réduction du troisième trimestre ou d'une césarienne.
L'intérêt croissant pour les hAFSC au cours de la dernière décennie a conduit les chercheurs à également étudier le sécrétome des cellules – qui englobe l'ensemble complet des protéines exprimées par les cellules et sécrétées dans l'espace extracellulaire – et ses mécanismes neuroprotecteurs potentiels.
Dans leur étude actuelle, l'équipe Cimini-Stuppia voulait déterminer quelles voies de transduction du signal pourraient être activées par le sécrétome dérivé de hAFSC pendant un AVC. (La transduction du signal est la façon dont les signaux sont transférés à travers une cellule via des protéines – un processus nécessaire à la guérison.)
Ils voulaient également analyser l'expression des miARN dans le milieu conditionné. Les miARN trouvés dans les exosomes sont des régulateurs clés de la réponse immunitaire qui affectent la maturation, la prolifération, la différenciation et l'activation des cellules immunitaires, ainsi que la sécrétion d'anticorps et la libération de médiateurs inflammatoires.
«Ainsi, les exosomes offrent une approche thérapeutique alternative en remplacement de la transplantation cellulaire», a déclaré le Dr Cimini.
L'équipe a commencé par concevoir un modèle d'AVC in vitro. Pour ce faire, ils ont privé les hAFSC d'oxygène et de glucose pendant une période de trois heures après avoir testé plusieurs fenêtres temporelles différentes – à trois heures, les cellules ont montré une réduction de la viabilité d'environ 50 pour cent. Puis, 24 heures plus tard, ils ont traité les cellules appauvries en oxygène / glucose avec plusieurs pourcentages différents de milieu conditionné par hAFSC.
Lorsque nous avons examiné les résultats, nous avons constaté que le sécrétome dérivé de hAFSC avait activé des voies pro-survie, ainsi que des voies qui arrêtaient l'apoptose (mort cellulaire programmée). En outre, l'analyse des microARN dans la composante exosomale a révélé une abondance de miARN impliqués dans la protection des neurones et le contrôle de la mort des cellules neuronales. «
Liborio Stuppia, M.D., Université D'Annunzio, Italie
« À la lumière des données obtenues, nous pensons que l'utilisation de milieu conditionné et, en particulier, d'exosomes peut représenter un traitement approprié pour les lésions I / R », a-t-il conclu.
«Ces premiers résultats précliniques sont certainement encourageants et démontrent la nécessité de poursuivre la poursuite du sécrétome dérivé des cellules souches du liquide amniotique humain comme thérapie cellulaire régénérative», a déclaré Anthony Atala, M.D., rédacteur en chef de CELLULES SOUCHES Médecine translationnelle et directeur du Wake Forest Institute for Regenerative Medicine. « Ces résultats suggèrent une approche potentielle qui pourrait changer l'issue pour des millions de patients qui souffrent d'un AVC. »
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