En recherche, les cellules souches pluripotentes induites (iPS) sont dérivées d’échantillons de peau, d’urine ou de sang et se sont développées en d’autres cellules, comme le tissu cardiaque, que les chercheurs souhaitent étudier. En raison des similitudes entre certaines maladies canines et humaines, les cellules iPS canines ont des utilisations potentielles en médecine régénérative et en découverte de médicaments.
La recherche sur les cellules iPS est un défi car les cellules sont extrêmement sensibles aux conditions de culture. Avant de se développer en d’autres cellules, les cellules iPS sont dans un état indifférencié. À ce stade, les cellules sont cultivées dans un milieu de culture qui fournit les nutriments essentiels, les facteurs de croissance et les molécules de signalisation dont elles ont besoin. Cependant, l’optimisation de ces composants est délicate, ce qui conduit de nombreuses cellules à ne pas maintenir leur pluripotence (capacité à devenir n’importe quel type de cellule) ou à se différencier de manière indésirable. En conséquence, le médium limite souvent ce que les chercheurs peuvent réaliser.
Une équipe internationale dirigée par le professeur Shingo Hatoya de l'École supérieure des sciences vétérinaires de l'Université métropolitaine d'Osaka a développé un nouveau milieu de culture, le « milieu AR », qui transforme les cellules iPS canines en cellules cardiomyocytes, les cellules musculaires qui contractent le cœur.
En utilisant le support AR, les chercheurs ont créé les conditions spécifiques requises pour la prolifération dans leur état indifférencié. Ils ont ensuite établi des conditions de culture adaptées pour que les cellules iPS indifférenciées subissent une différenciation en tissu cardiaque. Le résultat était des cellules qui exprimaient des gènes et des protéines que l’on trouve uniquement dans les cellules du muscle cardiaque.
Les chercheurs ont également observé des contractions rythmiques semblables à celles d’un cœur qui bat ; l'étalon-or pour savoir si les cellules sont fonctionnellement des cellules cardiaques.
Loin d’être simplement similaires aux cellules du muscle cardiaque, ces cellules étaient fonctionnellement identiques aux cardiomyocytes. Cela permettrait de les utiliser pour tester l'impact de nouveaux composés sur le rythme cardiaque, la contractilité et la sécurité avant les essais cliniques et d'évaluer l'efficacité et la sécurité des médicaments.
Nos recherches contribuent au développement de traitements et pourraient jouer un rôle important dans les études précliniques sur les anomalies génétiques communes aux humains et aux chiens qui impliquent des voies génétiques similaires, comme la cardiomyopathie dilatée. La recherche utilisant des cellules souches canines devrait accélérer le développement de la médecine régénérative et des traitements contre les maladies génétiques chez l'homme.
Professeur Shingo Hatoya, École supérieure de sciences vétérinaires, Université métropolitaine d'Osaka
Le milieu AR permet également potentiellement aux chercheurs de différencier les cellules iPS en types de cellules autres que les cardiomyocytes. Le professeur Hatoya est enthousiasmé par les possibilités : « L'utilisation de ce milieu élargirait l'utilisation potentielle des cellules iPS en médecine régénérative et permettrait aux chercheurs d'étudier des molécules pour traiter des maladies difficiles à traiter, allant des maladies cardiaques et hépatiques aux troubles neurologiques. »
L'étude a été publiée dans Rapports sur les cellules souches.
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