De nouvelles recherches parues dans la revue Biotechnologie naturelle répond à des questions importantes sur la viabilité des traitements visant à remplacer les cellules malades et âgées du système nerveux central par des cellules saines. Ses découvertes ont des implications pour un certain nombre de troubles neurologiques et psychiatriques, y compris la maladie de Huntington, la sclérose latérale amyotrophique (SLA) et la schizophrénie, qui ont été liés à la glie, une population de cellules qui soutiennent la santé et le fonctionnement du cerveau.
Une grande variété de troubles que nous associons à la perte neuronale semblent maintenant être causés par des cellules gliales dysfonctionnelles. Cela fait de ces maladies des cibles intéressantes pour les thérapies à base de cellules souches et progénitrices. »
Steve Goldman, MD, PhD, professeur URMC de neurologie, auteur principal de la nouvelle étude
La nouvelle étude du Centre de neuromédecine translationnelle de l’URMC, que Goldman co-dirige, décrit la capacité des cellules progénitrices gliales humaines – des cellules précurseurs qui peuvent donner naissance à la fois aux astrocytes et aux oligodendrocytes, les deux principaux types de glie – à concurrencer un un autre dans le cerveau adulte, et l’avantage concurrentiel des cellules jeunes et saines sur les cellules âgées et malades.
L’aboutissement d’une décennie de progrès scientifique
Un certain nombre d’avancées importantes récentes sont à l’origine des nouvelles découvertes. En 2013, Goldman et ses collègues ont d’abord signalé des stratégies pour produire les cellules de soutien gliales du cerveau à partir de cellules souches embryonnaires. Dans des recherches ultérieures, le laboratoire a transplanté ces cellules dans le cerveau de bébés souris, ce qui a abouti à la création de souris gliales-chimériques humaines, une réalisation technique qui permet aux chercheurs d’étudier les cellules gliales humaines dans le cerveau vivant. L’équipe a montré qu’après la transplantation, les cellules progénitrices gliales humaines ont rapidement supplanté les cellules natives, ce qui a donné des cerveaux avec des neurones de souris et de la glie humaine.
Dans des expériences ultérieures, le laboratoire a transplanté des cellules gliales humaines avec la mutation de la maladie de Huntington (HTT). Ils ont observé que cette mutation altérait la fonction des cellules progénitrices gliales, entraînant une faible production d’astrocytes et d’oligodendrocytes. Le laboratoire a également montré que la transplantation de cellules progénitrices gliales humaines saines dans des modèles murins de la progression retardée de la maladie de Huntington, renforce le rôle important que joue le dysfonctionnement glial dans cette maladie neurodégénérative encore incurable.
Les cellules jeunes et saines surpassent les cellules plus âgées et malades
Comme ces études antérieures se limitaient à la transplantation de cellules humaines dans le cerveau de souris, la question demeurait de savoir si des cellules humaines transplantées dans un autre cerveau humain cerveau produirait le même type de bénéfice. Le nouveau Biotechnologie naturelle L’étude suggère fortement que la réponse à cette question est oui et met en évidence la valeur potentielle des thérapies de remplacement cellulaire en montrant que la glie humaine en bonne santé surpassera et remplacera les cellules humaines malades.
Pour le démontrer, les chercheurs ont d’abord implanté des cellules progénitrices gliales humaines avec la mutation HTT dans le cerveau de souris nouveau-nées. Une fois que les animaux ont atteint l’âge adulte, les chercheurs ont ensuite transplanté des cellules gliales humaines saines, qui ont ensuite déplacé et éliminé leurs homologues de la maladie de Huntington.
« Dans le striatum, notre zone cible, les cellules saines ont essentiellement expulsé les cellules malades, remplaçant finalement entièrement la population de progéniteurs gliaux », a déclaré Goldman. « Vous pouvez en fait voir une vague de migration et une frontière où les cellules exprimant la mutation HTT meurent et sont remplacées par des cellules saines.
Dans un ensemble d’expériences d’accompagnement, les chercheurs ont découvert que les progéniteurs gliaux humains plus jeunes et en bonne santé surpassaient les glies humaines plus âgées et autrement en bonne santé, ce qui suggère que la jeunesse cellulaire est un déterminant essentiel du succès compétitif.
« Ces découvertes ont de fortes implications thérapeutiques, car elles suggèrent que dans le cerveau humain adulte, la glie résidente, qu’elle soit malade ou simplement âgée, peut être remplacée suite à l’introduction de cellules plus jeunes et plus saines », a déclaré Goldman.
Les autres auteurs de l’étude sont John Mariani, Renee Solly, Ashley Tate, Steven Schanz, Natasha Cotrupi et Abdellatif Benraiss de l’URMC, et Ricardo Vieira, Gwen Huynh, Hans Stephensen, Marzieh Mousaei et Jon Sporring avec l’Université de Copenhague. La recherche a été financée par la Novo Nordisk Foundation, la Lundbeck Foundation, la Olav Thon Foundation et la Adelson Medical Research Foundation. Goldman occupe des postes supplémentaires à Sana Biotechnology et à l’Université de Copenhague.
