En utilisant des cellules souches de patients atteints de SLA (sclérose latérale amyotrophique), Cedars-Sinai a créé un modèle réaliste de la maladie mystérieuse et mortelle qui pourrait aider à identifier une cause de la maladie ainsi que des traitements efficaces.
Dans une étude publiée dans la revue à évaluation par les pairs Cellule souche cellulaire, Les enquêteurs détaillent comment ils ont créé des «SLA sur une puce» et les indices que la puce spécialisée de laboratoire a déjà produites sur les causes non congénétiques de la maladie, également connues sous le nom de maladie de Lou Gehrig.
Le travail s'appuie sur des études précédentes où les cellules adultes des patients atteints de SLA ont été reversées dans les cellules souches. Les cellules ont ensuite été poussées en avant pour produire des motoneurones, qui meurent dans la maladie, provoquant une perte progressive de la capacité de déplacer, de parler, de manger et de respirer.
Dans cette étude, les motoneurones des patients atteints de SLA ont été ensemencés dans les canaux supérieurs des puces micro-conçues. Les cellules qui composent la barrière hémato-encéphalique ont été ensemencées dans les canaux inférieurs des copeaux. Les deux canaux sont connectés à travers une membrane poreuse qui permet aux chercheurs d'écouler des fluides à travers les puces afin d'imiter le flux sanguin.
Les enquêteurs ont créé un deuxième groupe de puces spécialisées utilisant des cellules d'individus qui n'avaient pas de SLA, puis ont utilisé des technologies avancées pour analyser plus de 10 000 gènes dans les motoneurones dans les deux groupes de puces.
Dans nos premiers travaux, nous n'avons pas pu détecter de nombreuses différences entre les motoneurones des patients atteints de SLA et ceux d'individus en bonne santé. Mais ces études ont utilisé une culture de laboratoire traditionnelle qui est statique comme un étang. Dans le corps, les vaisseaux sanguins fournissent un débit de liquide constant pour apporter des nutriments et enlever les déchets et peuvent même fournir d'autres types de soutien aux motoneurones. «
Clive Svendsen, PhD, directeur exécutif du conseil d'administration du Régénérative Medicine Institute de Cedars-Sinai et auteur principal de l'étude
Dans les puces spécialisées, les motoneurones ont mûri plus complètement que dans un plat statique, et les chercheurs pourraient détecter des différences distinctes dans les cellules des patients atteints de SLA.
« Nous avons été intrigués de constater que la signalisation du glutamate, un produit chimique qui envoie des messages excitateurs entre les neurones, a été modifié dans les motoneurones ALS », a déclaré Svendsen. « La libération excessive de glutamate a longtemps été considérée comme une cause possible de la SLA, et l'un des rares médicaments approuvés pour traiter la maladie cible ce neurotransmetteur. Les changements que nous avons trouvés ne semblent pas causer de problèmes pour les neurones motrices lorsqu'ils sont jeunes, mais pendant de nombreuses années, il est possible que cette signalisation accrue du glutamate puisse faire partie de la raison pour laquelle les neurones meurent dans la SLA. »
Svendsen a déclaré que bien que ces résultats soient passionnants, la prochaine tâche de l'équipe est de déterminer si cette signalisation accrue du glutamate conduit directement au dysfonctionnement ou à la mort des cellules. Il a également noté que le glutamate n'est probablement qu'une seule pièce dans un puzzle beaucoup plus grand qui sous-tend la cause de la SLA.
« Ces modèles nous permettent de mieux comprendre les tout premiers stades du processus pathologique », a déclaré Svendsen. « Nous n'avons pas encore connecté tous les points, mais sur la base de ces résultats, nous avons un modèle qui nous permettra de tester nos théories. Si nous pouvons montrer que la signalisation du glutamate rend finalement les motoneurones ALS malades, par exemple, nous pouvons appliquer des médicaments au côté des vaisseaux sanguins de la puce pour imiter un essai clinique. Ces expériences sont en cours. »
